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標題: 10種軟件濾波方法 [打印本頁]

作者: 諸葛孔明 時間: 2010-5-7 14:23
標題: 10種軟件濾波方法
1、限幅濾波法（又稱程序判斷濾波法）

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

優點：
      能有效克服因偶然因素引起的脈沖干擾

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

方法：
      連續采樣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

優點：
      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

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

方法：
      連續取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值的選取：一般流量，N=12；壓力：N=4

優點：
      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

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）

方法：
      把連續取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值的選取：流量，N=12；壓力：N=4；液面，N=4~12；溫度，N=1~4

優點：
      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

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）

方法：
      相當于“中位值濾波法”+“算術平均濾波法”
      連續采樣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

優點：
      融合了兩種濾波法的優點
      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

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

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

優點：
      融合了兩種濾波法的優點
      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

缺點：
      比較浪費RAM

7、一階滯后濾波法

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

優點：
      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

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

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

優點：
      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

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
      不能迅速反應系統當前所受干擾的嚴重程度，濾波效果差

9、消抖濾波法

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

優點：
      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

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

10、限幅消抖濾波法

方法：
      相當于“限幅濾波法”+“消抖濾波法”
      先限幅,后消抖

優點：
      繼承了“限幅”和“消抖”的優點
      改進了“消抖濾波法”中的某些缺陷,避免將干擾值導入系統

缺點：
      對于快速變化的參數不宜

作者: ljg53100 時間: 2010-6-8 21:30
軟件濾波就是通過寫入的DSP程序來實現的吧？

作者: fangy 時間: 2010-6-21 16:21
恩

作者: qaz85513 時間: 2010-8-14 10:31
hrhrherhr

作者: 陳小東 時間: 2010-8-18 01:19
好東東啊

作者: daoyuan79 時間: 2010-9-6 12:09
我記得 systemview 中有自動產生的算法。

作者: ongg 時間: 2010-9-11 14:42
It is a good basic knowledge!

作者: xiaoyuan269 時間: 2010-9-12 22:37
謝謝樓主

作者: blueshiny 時間: 2010-9-22 23:48
bnbnb

作者: fhoolee 時間: 2010-10-8 09:07
好好學習，天天向上。
電子技術搞得我頭發白。

作者: zjjwlx 時間: 2010-10-14 16:24
學習了~~謝謝樓主。

作者: zzm天龍 時間: 2010-10-24 17:50
學習了

作者: linfulin 時間: 2010-10-25 13:03
常用 3、4、6方法