常用軟體濾波方法及其示例程式
樓主發表於2009-3-29 08:38|只看該作者|倒序瀏覽|列印
1、限幅濾波法(又稱程式判斷濾波法)a、方法:根據經驗判斷,確定兩次取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衝干擾c、缺點
無法抑制那種週期性的干擾平滑度差示例:/*
a值可根據實際情況調整
value為有效值,new_value為當前取樣值濾波程式返回有效的實際值*/#define a 10char value;char filter()
2、中位值濾波法a、方法:
連續取樣n次(n取奇數)把n次取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引數有良好的濾波效果c、缺點:
對流量、速度等快速變化的引數不宜示例:/*
n值可根據實際情況調整排序採用冒泡法*/#define n 11
char filter()
for (j=0;j }}
return value_buf[(n-1)/2];}
3、算術平均濾波法
a、方法:
連續取n個取樣值進行算術平均運算n值較大時:訊號平滑度較高,但靈敏度較低n值較小時:訊號平滑度較低,但靈敏度較高n值的選取:一般流量,n=12;壓力:n=4b、優點:
適用於對一般具有隨機干擾的訊號進行濾波
這樣訊號的特點是有乙個平均值,訊號在某一數值範圍附近上下波動c、缺點:
對於測量速度較慢或要求資料計算速度較快的實時控制不適用比較浪費ram示例:
#define n 12char filter()
return (char)(sum/n);
}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個取樣值看成乙個佇列佇列的長度固定為n
每次取樣到乙個新資料放入隊尾,並扔掉原來隊首的一次資料.(先進先出原則)
把佇列中的n個資料進行算術平均運算,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:
對週期性干擾有良好的抑制作用,平滑度高適用於高頻振盪的系統c、缺點:靈敏度低
:#define n 12char value_buf[n];
char i=0;char filter()
5、中位值平均濾波法(又稱防脈衝干擾平均濾波法)a、方法:
相當於「中位值濾波法」+「算術平均濾波法」連續取樣n個資料,去掉乙個最大值和乙個最小值然後計算n-2個資料的算術平均值n值的選取:3~14b、優點:
融合了兩種濾波法的優點
對於偶然出現的脈衝性干擾,可消除由於脈衝干擾所引起的取樣值偏差c、缺點:
測量速度較慢,和算術平均濾波法一樣
比較浪費ram示例:
#define n 12char filter()
for (j=0;j }}
for(count=1;count sum += value_buf[count];return (char)(sum/(n-2));}
6、限幅平均濾波法a、方法:
相當於「限幅濾波法」+「遞推平均濾波法」每次取樣到的新資料先進行限幅處理,再送入佇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
對於偶然出現的脈衝性干擾,可消除由於脈衝干擾所引起的取樣值偏差c、缺點:比較浪費ram
略參考子程式1、3
7、一階滯後濾波法a、方法:取a=0~1
本次濾波結果=(1-a)*本次取樣值+a*上次濾波結果
b、優點:
對週期性干擾具有良好的抑制作用適用於波動頻率較高的場合c、缺點:
相位滯後,靈敏度低滯後程度取決於a值大小
不能消除濾波頻率高於取樣頻率的1/2的干擾訊號示例:
/*為加快程式處理速度假定基數為100,a=0~100 */#define a 50char value;char filter()
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,即不同時刻的資料加以不同的權通常是,越接近現時刻的資料,權取得越大。
給予新取樣值的權係數越大,則靈敏度越高,但訊號平滑度越低b、優點:
適用於有較大純滯後時間常數的物件和取樣週期較短的系統c、缺點:
對於純滯後時間常數較小,取樣週期較長,變化緩慢的訊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
示例:/*coe陣列為加權係數表,存在程式儲存區。*/#define n 12
char coe[n] = ;char sum_coe = 1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12;char filter()
for (count=0;count sum += value_buf[count]*coe[count];return (char)(sum/sum_coe);}
9、消抖濾波法a、方法:
設定乙個濾波計數器
將每次取樣值與當前有效值比較:如果取樣值=當前有效值,則計數器清零
如果取樣值<>當前有效值,則計數器+1,並判斷計數器是否》=上限n(溢位)
如果計數器溢位,則將本次值替換當前有效值,並清計數器b、優點:
對於變化緩慢的被測引數有較好的濾波效果,
可避免在臨界值附近控制器的反覆開/關跳動或顯示器上數值抖動c、缺點:
對於快速變化的引數不宜
如果在計數器溢位的那一次取樣到的值恰好是干擾值,則會將干擾值當作有效值匯入系統示例:char value;
#define n 12char filter()
return value;}
10、限幅消抖濾波法a、方法:
相當於「限幅濾波法」+「消抖濾波法」先限幅,後消抖b、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,避免將干擾值匯入系統c、缺點:
對於快速變化的引數不宜參考子程式1、9
常用軟體的使用技巧
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