十種PLC模擬輸入濾波方法優(yōu)缺點對比

　　模擬輸入濾波通常有限幅濾波、中位值濾波、算術(shù)平均濾波、遞推平均濾波、中位值平均濾波、限幅平均濾波、一階滯后濾波、加權(quán)遞推平均濾波、消抖濾波和限幅消抖濾波這十種濾波方法，在本文對PLC模擬輸入濾波方法的優(yōu)缺點做對比介紹。

　　1、PLC模擬輸入濾波方法之限幅濾波法（又稱程序判斷濾波法）

　　A、方法：

　　根據(jù)經(jīng)驗判斷，確定兩次采樣允許的偏差值（設(shè)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：

　　限幅濾波法能有效克服因偶然因素引起的脈沖干擾

　　C、缺點

　　限幅濾波法無法抑制那種周期性的干擾；平滑度差

　　2、PLC模擬輸入濾波方法之中位值濾波法

　　A、方法：

　　連續(xù)采樣N次（N取奇數(shù)）；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：

　　中位值濾波法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(shù)有良好的濾波效果

　　C、缺點：

　　中位值濾波法對流量、速度等快速變化的參數(shù)不宜

　　3、PLC模擬輸入濾波方法之算術(shù)平均濾波法

　　A、方法：

　　連續(xù)取N個采樣值進行算術(shù)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?，N=12；壓力：N=4

　　B、優(yōu)點：

　　算術(shù)平均濾波法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(shù)值范圍附近上下波動

　　C、缺點：

　　算術(shù)平均濾波法對于測量速度較慢或要求數(shù)據(jù)計算速度較快的實時控制不適用；比較浪費RAM

　　4、PLC模擬輸入濾波方法之遞推平均濾波法（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(shù)據(jù)放入隊尾，并扔掉原來隊首的數(shù)據(jù)（先進先出原則）；把隊列中的N個數(shù)據(jù)進行算術(shù)平均運算，就可獲得新的濾波結(jié)果；N值的選?。毫髁?，N=12；壓力：N=4；液面，N=4-12；溫度，N=1~4

　　B、優(yōu)點：

　　遞推平均濾波法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：

　　遞推平均濾波法靈敏度低；對偶然出現(xiàn)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、PLC模擬輸入濾波方法之中位值平均濾波法（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(shù)平均濾波法”。連續(xù)采樣N個數(shù)據(jù)，去掉一個值和一個值，然后計算N-2個數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值；N值的選?。?-14

　　B、優(yōu)點：

　　中位值平均濾波法融合了兩種濾波法的優(yōu)點；對于偶然出現(xiàn)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：

　　中位值平均濾波法測量速度較慢，和算術(shù)平均濾波法一樣；比較浪費RAM

　　6、PLC模擬輸入濾波方法之限幅平均濾波法

　　A、方法：

　　限幅平均濾波法相當于“限幅濾波法”+“遞推平均濾波法”。每次采樣到的新數(shù)據(jù)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：

　　限幅平均濾波法融合了兩種濾波法的優(yōu)點；對于偶然出現(xiàn)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：

　　限幅平均濾波法比較浪費RAM

　　7、PLC模擬輸入濾波方法之一階滯后濾波法

　　A、方法：

　　取a=0-1；本次濾波結(jié)果=（1-a）×本次采樣值+a×上次濾波結(jié)果

　　B、優(yōu)點：

　　一階滯后濾波法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：

　　一階滯后濾波法相位滯后，靈敏度低；滯后程度取決于a值大??；不能消除濾波頻率高于采樣頻率的？的干擾信號

　　8、PLC模擬輸入濾波方法之加權(quán)遞推平均濾波法

　　A、方法：

　　加權(quán)遞推平均濾波法是對遞推平均濾波法的改進，即不同時刻的數(shù)據(jù)加以不同的權(quán)重。通常是，越接近現(xiàn)時刻的數(shù)據(jù)，權(quán)取得越大。給予新采樣值的權(quán)系數(shù)越大，則靈敏度越高，但信號平滑度越低

　　B、優(yōu)點：

　　加權(quán)遞推平均濾波法適用于有較大純滯后時間常數(shù)的對象；和采樣周期較短的系統(tǒng)

　　C、缺點：

　　加權(quán)遞推平均濾波法對于純滯后時間常數(shù)較小，采樣周期較長，變化緩慢的信號；不能迅速反應(yīng)系統(tǒng)當前所受干擾的嚴重程度，濾波效果差

　　9、PLC模擬輸入濾波方法之消抖濾波法

　　A、方法：

　　設(shè)置一個濾波計數(shù)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(shù)器清零；如果采樣值《》當前有效值，則計數(shù)器+1，并判斷計數(shù)器是否≥上限N（溢出）；如果計數(shù)器溢出，則將本次值替換當前有效值，并清計數(shù)器

　　B、優(yōu)點：

　　消抖濾波法對于變化緩慢的被測參數(shù)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(guān)跳動或顯示器上數(shù)值抖動

　　C、缺點：

　　消抖濾波法對于快速變化的參數(shù)不宜；如果在計數(shù)器溢出的那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、PLC模擬輸入濾波方法之限幅消抖濾波法

　　A、方法：

　　限幅消抖濾波法相當于“限幅濾波法”+“消抖濾波法”。先限幅，后消抖

　　B、優(yōu)點：

　　限幅消抖濾波法繼承了“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：

　　限幅消抖濾波法對于快速變化的參數(shù)不宜