常用數(shù)字濾波算法

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上常用數(shù)字濾波算法第1種方法：限幅濾波法（又稱(chēng)程序判斷濾波法）A方法： 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)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，則本次值有效，如果本次值與上次值之差>A，則本次值無(wú)效，放棄本次值，用上次值代替本次值。B優(yōu)點(diǎn)： 能有效克服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。第2種方法：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)： 能有效克服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

2、缺點(diǎn)： 對(duì)流量、速度等快速變化的參數(shù)不宜。第3種方法：算術(shù)平均濾波法A方法： 連續(xù)取N個(gè)采樣值進(jìn)行算術(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=4。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)行濾波，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)值范圍附近上下波動(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，比較浪費(fèi)RAM 。第4種方法：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)

3、據(jù)(先進(jìn)先出原則) 。把隊(duì)列中的N個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)平均運(yùn)算，就可獲得新的濾波結(jié)果。N值的選?。毫髁浚琋=12；壓力：N=4；液面，N=412；溫度，N=14。B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)： 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較嚴(yán)重的場(chǎng)合，比較浪費(fèi)RAM。第5種方法：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?。?14。B優(yōu)點(diǎn)： 融合了

4、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，比較浪費(fèi)RAM。第6種方法：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)行限幅處理，再送入隊(duì)列進(jìn)行遞推平均濾波處理。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)： 比較浪費(fèi)RAM 。第7種方法：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

5、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)。第8種方法：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進(jìn)，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)刻的資料，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(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)，不能迅速反應(yīng)系統(tǒng)當(dāng)前所受干擾的嚴(yán)重程度，濾波效果差。第9種方法：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)前有效值比較： 如果采樣值當(dāng)前有效值，則計(jì)數(shù)器清零。如果采樣值<&

6、gt;當(dāng)前有效值，則計(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，則將本次值替換當(dāng)前有效值，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，可避免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，則會(huì)將干擾值當(dāng)作有效值導(dǎo)入系統(tǒng)。第10種方法：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)，改進(jìn)了“消抖濾波法”中的某些缺陷，避免將干擾值導(dǎo)入系統(tǒng)。C缺點(diǎn)： 對(duì)于快速變化的參數(shù)不宜。第11種方法：IIR 數(shù)字

7、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-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matlab）。C缺點(diǎn)： 運(yùn)算量大。 部分程序：1、限副濾波/* 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 濾波程序返回有效的實(shí)際值 */#define A 10char value;char filter()char new_value;new_value = ge

8、t_ad();if ( ( new_value - value > A ) | ( value - new_value > A )return value;return new_value;2、中位值濾波法/* N值可根據(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+)   value_bufcount = get_ad();   delay();for (j=0;j<N

9、-1;j+)   for (i=0;i<N-j;i+)       if ( value_buf>value_bufi+1 )         temp = value_buf;     value_buf = value_bufi+1;      value_bufi+1 = temp;       re

10、turn value_buf(N-1)/2;3、算術(shù)平均濾波法/*/#define N 12char filter()int sum = 0;for ( count=0;count<N;count+)   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）/*/#define N 12 char value_bufN;char i=0;char filter()char count;int sum=0;value_bufi+ = get_ad();if

11、 ( 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）/*/#define N 12char filter()char count,i,j;char value_bufN;int sum=0;for (count=0;count<N;count+)   value_bufcount = get_ad();   delay();for (j=0;j<N-1;j+)

12、0;  for (i=0;i<N-j;i+)       if ( value_buf>value_bufi+1 )         temp = value_buf;     value_buf = value_bufi+1;      value_bufi+1 = temp;       for(count=1;

13、count<N-1;count+)sum += valuecount;return (char)(sum/(N-2);6、限幅平均濾波法/*/ 略 參考子程序1、37、一階滯后濾波法/* 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/* coe數(shù)組為加權(quán)系數(shù)表，存在程序存儲(chǔ)區(qū)。*/#define N 12char code

14、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 (char)(sum/sum_coe);9、消抖濾波法#define N 12char filter()char count=0;