十一种通用滤波算法(转)

1、限幅滤波法(又称程序判断滤波法)

A、方法:    根据经验判断,确定两次采样允许的最大偏差值(设为A)    每次检测到新值时判断:    如果本次值与上次值之差<=A,则本次值有效    如果本次值与上次值之差>A,则本次值无效,放弃本次值,用上次值代替本次值

B、优点:    能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰

C、缺点:    无法抑制那种周期性的干扰    平滑度差

 

2、中位值滤波法

A、方法:    连续采样N次(N取奇数)    把N次采样值按大小排列    取中间值为本次有效值

B、优点:    能有效克服因偶然因素引起的波动干扰    对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果

C、缺点:    对流量、速度等快速变化的参数不宜

 

3、算术平均滤波法

A、方法:    连续取N个采样值进行算术平均运算    N值较大时:信号平滑度较高,但灵敏度较低    N值较小时:信号平滑度较低,但灵敏度较高    N值的选取:一般流量,N=12;压力:N=4

B、优点:    适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波    这样信号的特点是有一个平均值 信号在某一数值范围附近上下波动

C、缺点:    对于测量速度较慢或要求数据计算速度较快的实时控制不适用    比较浪费RAM    

 

4、递推平均滤波法(又称滑动平均滤波法)

A、方法:    把连续取N个采样值看成一个队列    队列的长度固定为N    每次采样到一个新数据放入队尾 并扔掉原来队首的一次数据.(先进先出原则)    把队列中的N个数据进行算术平均运算,就可获得新的滤波结果    N值的选取:流量,N=12;压力:N=4;液面,N=4~12;温度,N=1~4

B、优点:    对周期性干扰有良好的抑制作用 平滑度高    适用于高频振荡的系统 

C、缺点:    灵敏度低    对偶然出现的脉冲性干扰的抑制作用较差    不易消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差    不适用于脉冲干扰比较严重的场合    比较浪费RAM    

 

5、中位值平均滤波法(又称防脉冲干扰平均滤波法)

A、方法:    相当于“中位值滤波法”+“算术平均滤波法”    连续采样N个数据,去掉一个最大值和一个最小值    然后计算N-2个数据的算术平均值    N值的选取:3~14

B、优点:    融合了两种滤波法的优点    对于偶然出现的脉冲性干扰 可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差

C、缺点:    测量速度较慢,和算术平均滤波法一样    比较浪费RAM    

 

6、限幅平均滤波法

A、方法:    相当于“限幅滤波法”+“递推平均滤波法”    每次采样到的新数据先进行限幅处理    再送入队列进行递推平均滤波处理

B、优点:    融合了两种滤波法的优点    对于偶然出现的脉冲性干扰 可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差

C、缺点:    比较浪费RAM

 

7、一阶滞后滤波法

A、方法:    取a=0~1    本次滤波结果=(1-a)*本次采样值+a*上次滤波结果

B、优点:    对周期性干扰具有良好的抑制作用    适用于波动频率较高的场合

C、缺点:    相位滞后,灵敏度低    滞后程度取决于a值大小    不能消除滤波频率高于采样频率的1/2的干扰信号    

 

8、加权递推平均滤波法

A、方法:    是对递推平均滤波法的改进 即不同时刻的数据加以不同的权    通常是,越接近现时刻的数据,权取得越大。    给予新采样值的权系数越大,则灵敏度越高,但信号平滑度越低

B、优点:    适用于有较大纯滞后时间常数的对象    和采样周期较短的系统

C、缺点:    对于纯滞后时间常数较小,采样周期较长,变化缓慢的信号    不能迅速反应系统当前所受干扰的严重程度,滤波效果差

 

9、消抖滤波法

A、方法:    设置一个滤波计数器    将每次采样值与当前有效值比较:    如果采样值=当前有效值,则计数器清零    如果采样值<>当前有效值,则计数器+1,并判断计数器是否>=上限N(溢出)       如果计数器溢出,则将本次值替换当前有效值,并清计数器

B、优点:    对于变化缓慢的被测参数有较好的滤波效果   可避免在临界值附近控制器的反复开/关跳动或显示器上数值抖动

C、缺点:    对于快速变化的参数不宜    如果在计数器溢出的那一次采样到的值恰好是干扰值 则会将干扰值当作有效值导入系统

 

10、限幅消抖滤波法

A、方法:    相当于“限幅滤波法”+“消抖滤波法”    先限幅,后消抖

B、优点:    继承了“限幅”和“消抖”的优点    改进了“消抖滤波法”中的某些缺陷,避免将干扰值导入系统

C、缺点:    对于快速变化的参数不宜

 

11种方法:IIR 数字滤波器

A. 方法: 确定信号带宽, 滤之。 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. 优点: 高通,低通,带通,带阻任意。 设计简单(用matlab)

C. 缺点: 运算量大。

 

软件滤波的C程序样例:http://www.cnblogs.com/tdyizhen1314/archive/2010/08/02/1790683.html

posted on 2013-04-16 12:27  奇奇萌  阅读(444)  评论(0编辑  收藏  举报