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AD采会集的10种经典软件滤波程序优缺点剖析(附程序)

AD采集中的10种经典软件滤波程序优缺点分析(附程序)-在AD采集中经常要用到数字滤波,而不同情况下又有不同的滤波需求,下面是10种经典的软件滤波方法的程序和优缺点分析:

  在AD收集中常常要用到数字滤波,而不同情况下又有不同的滤波需求,下面是10种经典的软件滤波办法的程序和优缺陷剖析:

  1、限幅滤波法(又称程序判别滤波法)

  2、中位值滤波法

  3、算术均匀滤波法

  4、递推均匀滤波法(又称滑动均匀滤波法)

  5、中位值均匀滤波法(又称防脉冲搅扰均匀滤波法)

  6、限幅均匀滤波法

  7、一阶滞后滤波法

  8、加权递推均匀滤波法

  9、消抖滤波法

  10、限幅消抖滤波法

  1、限副滤波

  A、办法:

  依据经历判别,确认两次采样答应的最大误差值(设为A)

  每次检测到新值时判别:

  假如本次值与前次值之差《=A,则本次值有用

  假如本次值与前次值之差》A,则本次值无效,抛弃本次值,用前次值替代本次值

  B、长处:

  能有用战胜因偶尔要素引起的脉冲搅扰

  C、缺陷

  无法按捺那种周期性的搅扰

  滑润度差

  程序:

  /* A值可依据实践情况调整

  value为有用值,new_value为当时采样值

  滤波程序回来有用的实践值*/

  #define A 10

  char value;

  char filter()

  {

  char new_value;

  new_value = get_ad();

  if ( ( new_value – value 》 A ) || ( value – new_value 》 A ) )

  return value;

  else

  return new_value;

  }

  2、中位值滤波法

  A、办法:

  接连采样N次(N取奇数),把N次采样值按巨细摆放 ,取中心值为本次有用值

  B、长处:

  能有用战胜因偶尔要素引起的动摇搅扰,对温度、液位的改变缓慢的被测参数有杰出的滤波作用

  C、缺陷:

  对流量、速度等快速改变的参数不宜

  程序:

  /* N值可依据实践情况调整

  排序选用冒泡法*/

  #define N 11

  char filter()

  {

  charvalue_buf[N];

  char count,i,j,temp;

  for ( count=0;count《N;count++)

  {

  value_buf[count] = get_ad();

  delay();

  }

  for(j=0;j《N-1;j++)

  {

  for(i=0;i《N-j-1;i++)

  {

  if ( value_buf》value_buf[i+1] )

  {

  temp =value_buf;

  value_buf = value_buf[i+1];

  value_buf[i+1] = temp;

  }

  }

  }

  returnvalue_buf[(N-1)/2];

  }

  3、算术均匀滤波法

  A、办法:

  接连取N个采样值进行算术均匀运算

  N值较大时:信号滑润度较高,但灵敏度较低

  N值较小时:信号滑润度较低,但灵敏度较高

  N值的选取:一般流量,N=12;压力:N=4

  B、长处:

  适用于对一般具有随机搅扰的信号进行滤波

  这样信号的特点是有一个均匀值,信号在某一数值规模邻近上下动摇

  C、缺陷:

  关于丈量速度较慢或要求数据核算速度较快的实时操控不适用

  比较糟蹋RAM

  程序:

  #define N 12

  char filter()

  {

  int sum = 0;

  for ( count=0;count《N;count++)

  {

  sum + =get_ad();

  delay();

  }

  return (char)(sum/N);

  }

  4、递推均匀滤波法(又称滑动均匀滤波法) (FIR前身)

  A、办法:

  把接连取N个采样值当作一个行列

  行列的长度固定为N

  每次采样到一个新数据放入队尾,并丢掉本来队首的一次数据。(先进先出准则)

  把行列中的N个数据进行算术均匀运算,就可获得新的滤波成果

  N值的选取:流量,N=12;压力:N=4;液面,N=4~12;温度,N=1~4

  B、长处:

  对周期性搅扰有杰出的按捺作用,滑润度高

  适用于高频振动的体系

  C、缺陷:

  灵敏度低

  对偶尔呈现的脉冲性搅扰的按捺作用较差

  不易消除因为脉冲搅扰所引起的采样值误差

  不适用于脉冲搅扰比较严峻的场合

  比较糟蹋RAM

  程序:

  #define N 12

  char value_buf[N];

  char i=0;

  char filter()

  {

  char count;

  int sum=0;

  value_buf[i++] = get_ad();

  if ( i == N ) i = 0;

  for ( count=0;count《N,count++)

  sum+ = value_buf[count];

  return (char)(sum/N);

  }

  5、中位值均匀滤波法(又称防脉冲搅扰均匀滤波法)

  A、办法:

  相当于“中位值滤波法”+“算术均匀滤波法”

  接连采样N个数据,去掉一个最大值和一个最小值

  然后核算N-2个数据的算术均匀值

  N值的选取:3~14

  B、长处:

  交融了两种滤波法的长处

  关于偶尔呈现的脉冲性搅扰,可消除因为脉冲搅扰所引起的采样值误差

  C、缺陷:

  丈量速度较慢,和算术均匀滤波法相同

  比较糟蹋RAM

  程序:

  #define N 12

  char filter()

  {

  char count,i,j;

  char value_buf[N];

  int sum=0;

  for (count=0;count《N;count++)

  {

  value_buf[count] = get_ad();

  delay();

  }

  for (j=0;j《N-1;j++)

  {

  for (i=0;i《N-j-1;i++)

  {

  if ( value_buf》value_buf[i+1] )

  {

  temp = value_buf;

  value_buf = value_buf[i+1];

  value_buf[i+1] = temp;

  }

  }

  }

  for(count=1;count《N-1;count++)

  sum +=value[count];

  return(char)(sum/(N-2));

  }

  6、限幅均匀滤波法

  A、办法:

  相当于“限幅滤波法”+“递推均匀滤波法”

  每次采样到的新数据先进行限幅处理,

  再送入行列进行递推均匀滤波处理

  B、长处:

  交融了两种滤波法的长处 关于偶尔呈现的脉冲性搅扰,可消除因为脉冲搅扰所引起的采样值误差

  C、缺陷:

  比较糟蹋RAM

  程序略 参阅子程序1、3

  7、一阶滞后滤波法

  A、办法:

  取a=0~1

  本次滤波成果=(1-a)*本次采样值+a*前次滤波成果

  B、长处:

  对周期性搅扰具有杰出的按捺作用 适用于动摇频率较高的场合

  C、缺陷:

  相位滞后,灵敏度低 滞后程度取决于a值巨细 不能消除滤波频率高于采样频率的1/2的搅扰信号

  程序:

  /* 为加速程序处理速度假定基数为100,a=0~100 */

  #define a 50

  char value;

  char filter()

  {

  char new_value;

  new_value = get_ad();

  return ((100-a)*value + a*new_value);

  }

  8、加权递推均匀滤波法

  A、办法:

  是对递推均匀滤波法的改善,即不同时间的数据加以不同的权

  通常是,越挨近现时间的数据,权获得越大。

  给予新采样值的权系数越大,则灵敏度越高,但信号滑润度越低

  B、长处:

  适用于有较大纯滞后时间常数的目标和采样周期较短的体系

  C、缺陷:

  关于纯滞后时间常数较小,采样周期较长,改变缓慢的信号 不能敏捷反响体系当时所受搅扰的严峻程度,滤波作用差

  程序:

  /* coe数组为加权系数表,存在程序存储区。*/

  #define N 12

  char code coe[N] ={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_buf[N];

  int sum=0;

  for (count=0,count《N;count++)

  {

  value_buf[count] = get_ad();

  delay();

  }

  for (count=0,count《N;count++)

  sum += value_buf[count]*coe[count];

  return (char)(sum/sum_coe);

  }

  9、消抖滤波法

  A、办法:

  设置一个滤波计数器

  将每次采样值与当时有用值比较:

  假如采样值=当时有用值,则计数器清零

  假如采样值《》当时有用值,则计数器+1,并判别计数器是否》=上限N(溢出)

  假如计数器溢出,则将本次值替换当时有用值,并清计数器

  B、长处:

  关于改变缓慢的被测参数有较好的滤波作用,

  可防止在临界值邻近操控器的重复开/关跳动或显示器上数值颤动

  C、缺陷:

  关于快速改变的参数不宜

  假如在计数器溢出的那一次采样到的值恰好是搅扰值,则会将搅扰值当作有用值导入体系

  程序:

  #define N 12

  char filter()

  {

  char count=0;

  char new_value;

  new_value =get_ad();

  while (value!=new_value)

  {

  count++;

  if (count》=N)return new_value;

  delay();

  new_value =get_ad();

  }

  return value;

  }

  10、限幅消抖滤波法

  A、办法:

  相当于“限幅滤波法”+“消抖滤波法”

  先限幅,后消抖

  B、长处:

  承继了“限幅”和“消抖”的长处

  改善了“消抖滤波法”中的某些缺陷,防止将搅扰值导入体系

  C、缺陷:

  关于快速改变的参数不宜

  程序略 参阅子程序1、9

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