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
B、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。
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
B、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。
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。
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。
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。
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。
1 /*
2 2015.5
3 單片機濾波示例:
4
5 */
6
7 // 讀取數據程序:
8 unsigned int get_ad();
9
10
11 // 1、限幅濾波法(又稱程序判斷濾波法)
12 #define A 10
13 char value;
14 char filter()
15 {
16 char new_value = get_ad();
17 if ((new_value - value 》 A) || (value - new_value 》 A))
18 return value;
19 return new_value;
20 }
21
22 // 2、中位值濾波法
23 #define N 11
24 char filter()
25 {
26 char value_buf[N];
27 char count, i, j, temp;
28 for (count = 0; count
29 {
30 value_buf[count] = get_ad();
31 delay();
32 }
33 // 冒泡排序
34 for (j = 0; j
35 {
36 for (i = 0; i
37 {
38 if (value_buf[i]》value_buf[i + 1])
39 {
40 temp = value_buf[i];
41 value_buf[i] = value_buf[i + 1];
42 value_buf[i + 1] = temp;
43 }
44 }
45 }
46 return value_buf[(N - 1) / 2];
47 }
48
49 // 3、算術平均濾波法
50 #define N 12
51 char filter()
52 {
53 int sum = 0;
54 for (count = 0; count
55 {
56 sum + = get_ad();
57 delay(); }
58 return (char)(sum / N);
59 }
60
61 // 4、遞推平均濾波法(又稱滑動平均濾波法)
62 #define N 12
63 char value_buf[N];
64 char i = 0;
65 char filter()
66 {
67 char count;
68 int sum = 0;
69 value_buf[i++] = get_ad();
70 if (i == N )
71 i = 0;
72 for (count = 0; count 《 N; count++)
73 {
74 sum = value_buf[count];
75 }
76 return (char)(sum / N);
77 }
78
79 // 5、中位值平均濾波法(又稱防脈沖干擾平均濾波法)
80 #define N 12
81 char filter()
82 {
83 char count, i, j;
84 char value_buf[N];
85 int sum = 0;
86 for (count = 0; count
87 {
88 value_buf[count] = get_ad();
89 delay();
90 }
91 for (j = 0; j 《 N - 1; j++)
92 {
93 for (i = 0; i
94 {
95 if (value_buf[i]》value_buf[i + 1])
96 {
97 temp = value_buf[i];
98 value_buf[i] = value_buf[i + 1];
99 value_buf[i + 1] = temp;
100 }
101 }
102 }
103 for (count = 1; count
104 {
105 sum += value[count];
106 }
107 return (char)(sum / (N - 2));
108 }
109
110 // 6、限幅平均濾波法
111
112
113 // 7、一階滯后濾波法
114 #define a 50
115 char value;
116 char filter()
117 {
118 char new_value;
119 new_value = get_ad();
120 return (100 - a)*value + a*new_value;
121 }
122
123 // 8、加權遞推平均濾波法
124 #define N 12
125 char code coe[N] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 };
126 char code sum_coe = 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10 + 11 + 12;
127 char filter()
128 {
129 char count;
130 char value_buf[N];
131 int sum = 0;
132 for (count = 0, count 《 N; count++)
133 {
134 value_buf[count] = get_ad(); delay();
135 }
136 for (count = 0, count 《 N; count++)
137 {
138 sum += value_buf[count] * coe[count];
139 }
140 return (char)(sum / sum_coe);
141 }
142
143 // 9、消抖濾波法
144 #define N 12
145 char filter()
146 {
147 char count = 0;
148 char new_value = get_ad();
149 while (value != new_value)
150 {
責任編輯;zl
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