經典的軟件濾波方法

經典的軟件濾波方法

1、限幅濾波法（又稱程序判斷濾波法）
????A、方法：
????????根據經驗判斷，確定兩次采樣允許的最大偏差值（設為A）
????????每次檢測到新值時判斷：
????????如果本次值與上次值之差<=A,則本次值有效
????????如果本次值與上次值之差>A,則本次值無效,放棄本次值,用上次值代替本次值
????B、優(yōu)點：
????????能有效克服因偶然因素引起的脈沖干擾
????C、缺點
????????無法抑制那種周期性的干擾
????????平滑度差
????
2、中位值濾波法
????A、方法：
????????連續(xù)采樣N次（N取奇數）
????????把N次采樣值按大小排列
????????取中間值為本次有效值
????B、優(yōu)點：
????????能有效克服因偶然因素引起的波動干擾
????????對溫度、液位的變化緩慢的被測參數有良好的濾波效果
????C、缺點：
????????對流量、速度等快速變化的參數不宜
3、算術平均濾波法
????A、方法：
????????連續(xù)取N個采樣值進行算術平均運算
????????N值較大時：信號平滑度較高，但靈敏度較低
????????N值較小時：信號平滑度較低，但靈敏度較高
????????N值的選?。阂话懔髁浚琋=12；壓力：N=4
????B、優(yōu)點：
????????適用于對一般具有隨機干擾的信號進行濾波
????????這樣信號的特點是有一個平均值，信號在某一數值范圍附近上下波動
????C、缺點：
????????對于測量速度較慢或要求數據計算速度較快的實時控制不適用
????????比較浪費RAM
????????
4、遞推平均濾波法（又稱滑動平均濾波法）
????A、方法：
????????把連續(xù)取N個采樣值看成一個隊列
????????隊列的長度固定為N
????????每次采樣到一個新數據放入隊尾,并扔掉原來隊首的一次數據.(先進先出原則)
????????把隊列中的N個數據進行算術平均運算,就可獲得新的濾波結果
????????N值的選?。毫髁浚琋=12；壓力：N=4；液面，N=4~12；溫度，N=1~4
????B、優(yōu)點：
????????對周期性干擾有良好的抑制作用，平滑度高
????????適用于高頻振蕩的系統(tǒng)????
????C、缺點：
????????靈敏度低
????????對偶然出現的脈沖性干擾的抑制作用較差
????????不易消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差
????????不適用于脈沖干擾比較嚴重的場合
????????比較浪費RAM
????????
5、中位值平均濾波法（又稱防脈沖干擾平均濾波法）
????A、方法：
????????相當于“中位值濾波法”+“算術平均濾波法”
????????連續(xù)采樣N個數據，去掉一個最大值和一個最小值
????????然后計算N-2個數據的算術平均值
????????N值的選取：3~14
????B、優(yōu)點：
????????融合了兩種濾波法的優(yōu)點
????????對于偶然出現的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差
????C、缺點：
????????測量速度較慢，和算術平均濾波法一樣
????????比較浪費RAM

6、限幅平均濾波法
????A、方法：
????????相當于“限幅濾波法”+“遞推平均濾波法”
????????每次采樣到的新數據先進行限幅處理，
????????再送入隊列進行遞推平均濾波處理
????B、優(yōu)點：
????????融合了兩種濾波法的優(yōu)點
????????對于偶然出現的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差
????C、缺點：
????????比較浪費RAM
7、一階滯后濾波法
????A、方法：
????????取a=0~1
????????本次濾波結果=（1-a）*本次采樣值+a*上次濾波結果
????B、優(yōu)點：
????????對周期性干擾具有良好的抑制作用
????????適用于波動頻率較高的場合
????C、缺點：
????????相位滯后，靈敏度低
????????滯后程度取決于a值大小
????????不能消除濾波頻率高于采樣頻率的1/2的干擾信號
????????
8、加權遞推平均濾波法
????A、方法：
????????是對遞推平均濾波法的改進，即不同時刻的數據加以不同的權
????????通常是，越接近現時刻的數據，權取得越大。
????????給予新采樣值的權系數越大，則靈敏度越高，但信號平滑度越低
????B、優(yōu)點：
????????適用于有較大純滯后時間常數的對象
????????和采樣周期較短的系統(tǒng)
????C、缺點：
????????對于純滯后時間常數較小，采樣周期較長，變化緩慢的信號
????????不能迅速反應系統(tǒng)當前所受干擾的嚴重程度，濾波效果差
9、消抖濾波法
????A、方法：
????????設置一個濾波計數器
????????將每次采樣值與當前有效值比較：
????????如果采樣值＝當前有效值，則計數器清零
????????如果采樣值<>當前有效值，則計數器+1，并判斷計數器是否>=上限N(溢出)
????????????如果計數器溢出,則將本次值替換當前有效值,并清計數器
????B、優(yōu)點：
????????對于變化緩慢的被測參數有較好的濾波效果,
????????可避免在臨界值附近控制器的反復開/關跳動或顯示器上數值抖動
????C、缺點：
????????對于快速變化的參數不宜
????????如果在計數器溢出的那一次采樣到的值恰好是干擾值,則會將干擾值當作有效值導入系統(tǒng)
10、限幅消抖濾波法
????A、方法：
????????相當于“限幅濾波法”+“消抖濾波法”
????????先限幅,后消抖
????B、優(yōu)點：
????????繼承了“限幅”和“消抖”的優(yōu)點
????????改進了“消抖濾波法”中的某些缺陷,避免將干擾值導入系統(tǒng)
????C、缺點：
????????對于快速變化的參數不宜