常用濾波方法

1、1、限幅濾波法又稱(chēng)程序判斷濾波法A、方法：根據(jù)經(jīng)歷判斷，確定兩次采樣允許的最大偏差值設(shè)為 A每次檢測(cè)到新值時(shí)判斷：如果本次值與上次值之差 <=A,那么本次值有效如果本次值與上次值之差 >A,那么本次值無(wú)效，放棄本次值，用上次值代替本次值B、優(yōu)點(diǎn)：能有效克制因偶然因素引起的脈沖干擾C、缺點(diǎn)無(wú)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(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(diǎn)：能有效克制因偶然因素引起的波動(dòng)干擾對(duì)溫度、液位的變化緩慢的被測(cè)參數(shù)有良好的濾波效果C、缺點(diǎn)：對(duì)流量、速度等快速變化的參數(shù)不宜3、算術(shù)平均濾波法A、方法：連續(xù)取N個(gè)采樣值進(jìn)

2、展算術(shù)平均運(yùn)算N值較大時(shí)：信號(hào)平滑度較高，但靈敏度較低N值較小時(shí)：信號(hào)平滑度較低，但靈敏度較高N值的選?。阂话懔髁?，N=12 ;壓力：N=4B、優(yōu)點(diǎn)：適用于對(duì)一般具有隨機(jī)干擾的信號(hào)進(jìn)展濾波這樣信號(hào)的特點(diǎn)是有一個(gè)平均值，信號(hào)在某一數(shù)值圍附近上下波動(dòng)C、缺點(diǎn)：對(duì)于測(cè)量速度較慢或要求數(shù)據(jù)計(jì)算速度較快的實(shí)時(shí)控制不適用比擬浪費(fèi)RAM4、遞推平均濾波法又稱(chēng)滑動(dòng)平均濾波法A、方法：把連續(xù)取N個(gè)采樣值看成一個(gè)隊(duì)列隊(duì)列的長(zhǎng)度固定為 N每次采樣到一個(gè)新數(shù)據(jù)放入隊(duì)尾，并扔掉原來(lái)隊(duì)首的一次數(shù)據(jù).（先進(jìn)先出原那么）把隊(duì)列中的N個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)展算術(shù)平均運(yùn)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，

3、N=412 ;溫度，N=14B、優(yōu)點(diǎn)：對(duì)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(diǎn)：.word.zl-靈敏度低對(duì)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擬嚴(yán)重的場(chǎng)合比擬浪費(fèi)RAM5、中位值平均濾波法又稱(chēng)防脈沖干擾平均濾波法A、方法：相當(dāng)于“中位值濾波法''+ "算術(shù)平均濾波法''連續(xù)采樣N個(gè)數(shù)據(jù)，去掉一個(gè)最大值和一個(gè)最小值然后計(jì)算N-2個(gè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值N值的選?。?14B、優(yōu)點(diǎn)：融合了兩種濾波法的優(yōu)點(diǎn)對(duì)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(diǎn)：測(cè)量速

4、度較慢，和算術(shù)平均濾波法一樣比擬浪費(fèi)RAM6、限幅平均濾波法A、方法：相當(dāng)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(jìn)展限幅處理，再送入隊(duì)列進(jìn)展遞推平均濾波處理B、優(yōu)點(diǎn)：融合了兩種濾波法的優(yōu)點(diǎn)對(duì)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(diǎn)：比擬浪費(fèi)RAM7、一階滯后濾波法A、方法：取 a=01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(diǎn)：對(duì)周期性干擾具有良好的抑制作用適用于波動(dòng)頻率較高的場(chǎng)合C、缺點(diǎn)：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(hào)8、加權(quán)遞推平均濾波法A、方法

5、：是對(duì)遞推平均濾波法的改良，即不同時(shí)刻的數(shù)據(jù)加以不同的權(quán)通常是，越接近現(xiàn)時(shí)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，那么靈敏度越高，但信號(hào)平滑度越低B、優(yōu)點(diǎn)：.word.zl-適用于有較大純滯后時(shí)間常數(shù)的對(duì)象和采樣周期較短的系統(tǒng)C、缺點(diǎn)：對(duì)于純滯后時(shí)間常數(shù)較小，采樣周期較長(zhǎng)，變化緩慢的信號(hào)不能迅速反響系統(tǒng)當(dāng)前所受干擾白嚴(yán)重程度，濾波效果差9、消抖濾波法A、方法：設(shè)置一個(gè)濾波計(jì)數(shù)器將每次采樣值與當(dāng)前有效值比擬：如果采樣值=當(dāng)前有效值，那么計(jì)數(shù)器清零如果采樣值 <> 當(dāng)前有效值，那么計(jì)數(shù)器 +1 ,并判斷計(jì)數(shù)器是否 >=上限N(溢出)如果計(jì)數(shù)器溢出，那么將本次值替換當(dāng)前有效

6、值，并清計(jì)數(shù)器B、優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于變化緩慢的被測(cè)參數(shù)有較好的濾波效果，可防止在臨界值附近控制器的反復(fù)開(kāi)/關(guān)跳動(dòng)或顯示器上數(shù)值抖動(dòng)C、缺點(diǎn)：對(duì)于快速變化的參數(shù)不宜如果在計(jì)數(shù)器溢出的那一次采樣到的值恰好是干擾值，那么會(huì)將干擾值當(dāng)作有效值導(dǎo)入系統(tǒng)10、限幅消抖濾波法A、方法：相當(dāng)于“限幅濾波法''+ "消抖濾波法先限幅后消抖B、優(yōu)點(diǎn)：繼承了 “限幅和“消抖的優(yōu)點(diǎn)改良了 “消抖濾波法中的某些缺陷，防止將干擾值導(dǎo)入系統(tǒng)C、缺點(diǎn)：對(duì)于快速變化的參數(shù)不宜11、IIR數(shù)字濾波器A.方法：確定信號(hào)帶寬，濾之。Y(n) = a1*Y(n-1) + a2*Y(n-2) + . + ak*Y(n-

7、k) + b0*X(n) + b1*X(n-1) + b2*X(n-2) + . + bk*X(n-k)B.優(yōu)點(diǎn)：高通，低通，帶通，帶阻任意。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單(用matlabC.缺點(diǎn)：運(yùn)算量大。引言 在微機(jī)控制系統(tǒng)的模擬輸入信號(hào)中，一般均含有各種噪聲和干擾，他們來(lái)自被測(cè)信號(hào)源本身、傳感器、外界干擾等。為了進(jìn)展準(zhǔn)確測(cè)量和控制，必須消.word.zl-除被測(cè)信號(hào)中的噪聲和干擾。噪聲有 2大類(lèi)：一類(lèi)為周期性的，具典型代表為 50 Hz的工頻干擾，對(duì)于這類(lèi)信號(hào)，采用積分時(shí)間等于20 ms整倍數(shù)的雙積分A/D 轉(zhuǎn)換器，可有效地消除其影響；另一類(lèi)為非周期的不規(guī)那么隨機(jī)信號(hào)，對(duì)于隨機(jī)干擾，可以用數(shù)字濾波方法予以削弱

8、或?yàn)V除。所謂數(shù)字濾波，就是通過(guò)一定的計(jì) 算或判斷程序減少干擾信號(hào)在有用信號(hào)中的比重，因此他實(shí)際上是一個(gè)程序?yàn)V 波。數(shù)字濾波器克制了模擬濾波器的許多缺乏，他與模擬濾波器相比有以下 優(yōu)點(diǎn)：(1激字濾波器是用軟件實(shí)現(xiàn)的，不需要增加硬設(shè)備，因而可靠性高、 穩(wěn)定性好，不存在阻抗匹配問(wèn)題。(2欣擬濾波器通常是各通道專(zhuān)用，而數(shù)字濾波器那么可多通道共享，從而降低了本錢(qián)。(3激字濾波器可以對(duì)頻率很低(如0.01 Hz)的信號(hào)進(jìn)展濾波，而模擬濾波器由于受電容容量的限制，頻率不可能 太低。(4激字濾波器可以根據(jù)信號(hào)的不同，采用不同的濾波方法或?yàn)V波參數(shù)， 具有靈活、方便、功能強(qiáng)的特點(diǎn)。10種軟件濾波方法的例如程序Ou

9、rWay發(fā)表于2005-9-2 22:24:00 1階軟件濾波方法的例如程序(JKRL)假定從8位AD中讀取數(shù)據(jù)如果是更高位的AD可定義數(shù)據(jù)類(lèi)型為int),子程序 為 get_ad();1、限副濾波A、方法：根據(jù)經(jīng)歷判斷，確定兩次采樣允許的最大偏差值設(shè)為 A，每次檢測(cè)到新值時(shí)判斷：如果本次值與上次值之差二A,那么本次值有效。如果本次值與上次值之差A(yù),那么本次值無(wú)效，放棄本次值，用上次值代替本次值B、優(yōu)點(diǎn)：能有效克制因偶然因素引起的脈沖干擾。C、缺點(diǎn)：無(wú)法抑制那種周期性的干擾，平滑度差.word.zl-/* A值可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整value為有效值，new_value為當(dāng)前采樣值濾波程序返回有效

10、的實(shí)際值 */#define A 10char value;char filter()(char new_value;new_value = get_ad();if ( ( new_value - value > A ) | ( value - new_value > A )return value;return new_value;2、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(diǎn)：能有效克制因偶然因素引起的波動(dòng) 干擾，對(duì)溫度、液位的變化緩慢的被測(cè)參數(shù)有良好的濾波效果。C、缺點(diǎn)：對(duì)流量、速度等快速變化的參數(shù)不宜。/* N值可根

11、據(jù)實(shí)際情況調(diào)整排序采用冒泡法*/#define N 11char filter()(char value_bufN;char count,i,j,temp;for ( count=0;count<N;count+).word.zl-value_bufcount = get_ad();delay();)for (j=0;j<N-1;j+)(for (i=0;i<N-j;i+)(if ( value_bufi>value_bufi+1)(temp = value_bufi;value_bufi = value_bufi+1;value_bufi+1 = temp;)retu

12、rn value_buf(N-1)/2;)3、算術(shù)平土§濾波法A、方法：連續(xù)取N個(gè)采樣值進(jìn)展算術(shù)平均運(yùn)算。N值較大 時(shí)：信號(hào)平滑度較高，但靈敏度較低；N值較小時(shí)：信號(hào)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.word.zl-B、優(yōu)點(diǎn)：適用于對(duì)一般具有隨機(jī)干擾的信號(hào)進(jìn)展濾波，這樣信號(hào)的特點(diǎn)是有一 個(gè)平均值，信號(hào)在某一數(shù)值圍附近上下波動(dòng)。C、缺點(diǎn)：對(duì)于測(cè)量速度較慢或要求數(shù)據(jù)計(jì)算速度較快的實(shí)時(shí)控制不適用，比擬浪費(fèi)RAM。#define N 12char filter()(int sum = 0;for ( count=0;count<N;count+)

13、 (sum + = get_ad(); delay();return (char)(sum/N); 4、遞推平均濾波法又稱(chēng)滑動(dòng)平均濾波法 A、方法：把連續(xù)取N個(gè)采樣值看 成一個(gè)隊(duì)列，隊(duì)列的長(zhǎng)度固定為 N,每次采樣到一個(gè)新數(shù)據(jù)放入隊(duì)尾，并扔掉原 來(lái)隊(duì)首的一次數(shù)據(jù).(先進(jìn)先出原那么)，把隊(duì)列中的N個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)展算術(shù)平均運(yùn)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=412 ; 溫度，N=14#define N 12 char value_bufN;char i=0;char filter() (char count;.word.zl-int sum=0;value_b

14、ufi+ = get_ad();if ( i = N ) i = 0;for ( count=0;count<N,count+)sum = value_bufcount;return (char)(sum/N); 5、中位值平均濾波法又稱(chēng)防脈沖干擾平均濾波法A、方法：相當(dāng)于“中位值濾波法 + “算術(shù)平均濾波法。連續(xù)采樣N個(gè)數(shù)據(jù)，去掉一個(gè)最大值和一個(gè) 最小值，然后計(jì)算N-2個(gè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。N值的選?。?14B、優(yōu)點(diǎn)：融合了兩種濾波法的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)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(diǎn)：測(cè)量速度較慢，和算術(shù)平均濾波法一樣，比擬浪費(fèi) RAM o #define

15、 N 12char filter()char count,i,j;char value_bufN;int sum=0;for (count=0;count<N;count+) .word.zl-value_bufcount = get_ad();delay();)for (j=0;j<N-1;j+)(for (i=0;i<N-j;i+)(if ( value_bufi>value_bufi+1)(temp = value_bufi;value_bufi = value_bufi+1;value_bufi+1 = temp;)for(count=1;count<N-

16、1;count+)sum += valuecount;return (char)(sum/(N-2);).word.zl-6、限幅平均濾波法A、方法：相當(dāng)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(jìn)展限幅處理，再送入隊(duì)列進(jìn)展遞推平均濾波處理。B、優(yōu)點(diǎn)：融合了兩種濾波法的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)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(diǎn)：比擬浪費(fèi)RAM。/*/略參考子程序1、37、一階滯后濾波法A、方法：取a=01,本次濾波結(jié)果=1-司*本次采樣值+a* 上次濾波結(jié)果。B、優(yōu)點(diǎn)：對(duì)周期性干擾具有良好的抑制作用，適用于波動(dòng)頻率 較高的場(chǎng)合。C、缺點(diǎn)：相位滯后，靈敏度

17、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(hào)。/*為加快程序處理速度假定基 數(shù)為 100, a=0100 */#define a 50char value;char filter()(char new_value;new_value = get_ad();return (100-a)*value + a*new_value;8、加權(quán)遞推平均濾波法 A、方法：是對(duì)遞推平均濾波法的改良，即不同時(shí)刻的 數(shù)據(jù)加以不同的權(quán)。通常是，越接近現(xiàn)時(shí)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，那么靈敏度越高，但信號(hào)平滑度越低。B、優(yōu)點(diǎn)：適用于有較大純滯后時(shí)間常數(shù)的對(duì)象和采樣周

18、期較短的系統(tǒng)。C、缺點(diǎn)：對(duì)于純滯后時(shí)間常數(shù).word.zl-較小，采樣周期較長(zhǎng)，變化緩慢的信號(hào)不能迅速反響系統(tǒng)當(dāng)前所受干擾的嚴(yán)重程度，濾波效果差。/* coe數(shù)組為加權(quán)系數(shù)表，存在程序存儲(chǔ)區(qū)。*/#define N 12charcode coeN = 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12);char code sum_coe = 1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12;char filter()char count;char value_bufN;int sum=0;for (count=0,count<N;count+)value_bufcount = get_ad();delay();)for (count=0,count<N;count+)sum += value_bufcount*coecount;return (ch