计算机测控技术第13课-常用数字滤波算法课件.ppt

1、计算机测控技术第13课常用数字滤波算法北京航空航天大学自动化学院ATE实验室2010年5月 实际测控系统的测量通道难免窜入随机干扰，经实际测控系统的测量通道难免窜入随机干扰，经A/D转换使误差进入测控系统。转换使误差进入测控系统。克服随机干扰可以采克服随机干扰可以采用：用：1）硬件组成模拟滤波器；）硬件组成模拟滤波器；2）采用软件实现数字滤波；（注意前提条件）采用软件实现数字滤波；（注意前提条件）数字滤波：采用计算机程序对采集数据进行处理，从数字滤波：采用计算机程序对采集数据进行处理，从而消除或减弱干扰噪声。而消除或减弱干扰噪声。数字滤波的应用随机误差与数字滤波随机误差与数字滤波 随机误差：由

2、串入测控系统的随机干扰、测控系统内部器件噪声和A/D量化噪声等引起，在相同条件下测量同一量时，其大小和符号作无规则变化而无法预测，但在多次测量中符合统计规律的误差。数字滤波算法的优点：（1）数字滤波只是一个计算过程，无需硬件，因此可靠性高，并且不存在阻抗匹配、特性波动、非一致性等问题。模拟滤波器在频率很低时较难实现的问题，不会出现在数字滤波器的实现过程中。（2）只要适当改变数字滤波程序有关参数，就能方便的改变滤波特性，因此数字滤波使用时方便灵活。一、克服大脉冲干扰的数字滤波一、克服大脉冲干扰的数字滤波1限幅滤波限幅滤波 2.2.限速滤波（限速滤波（1 1、2 2又称为程序判别法又称为程序判别法

3、）3 3中值滤波中值滤波 4 4基于拉依达准则的奇异数据滤波法基于拉依达准则的奇异数据滤波法5 5.基于中值数绝对偏差的决策滤波器基于中值数绝对偏差的决策滤波器 二、抑制小幅度高频噪声的平均滤波二、抑制小幅度高频噪声的平均滤波1 1算数平均算数平均 2.2.去极值平均滤波去极值平均滤波 2 2滑动平均滑动平均三、低通滤波三、低通滤波 四、复合滤波四、复合滤波 一、克服大脉冲干扰的数字滤波法 克服由测控系统外部环境偶然因素引起的突变性扰动或测控系统内部不稳定引起误码等造成的尖脉冲干扰，是测控系统数据处理的第一步。通常采用简单的非线性滤波法。1 1、限幅滤波、限幅滤波 实际测控系统中，许多物理量的

4、变化实际测控系统中，许多物理量的变化需要一定的时间，因此相邻两次采样值之需要一定的时间，因此相邻两次采样值之间的变化幅度应在一定的限度之内。间的变化幅度应在一定的限度之内。限幅滤波原理：依赖已有的时域采样限幅滤波原理：依赖已有的时域采样结果，将本次采样值与上次结果，将本次采样值与上次采样值进行比采样值进行比较较，若它们的，若它们的差值超出允许范围差值超出允许范围，则认为，则认为本次采样值受到了干扰，应予易除。本次采样值受到了干扰，应予易除。a a相邻两次采样值所允许的相邻两次采样值所允许的最大偏差最大偏差，取决，取决于采样周期于采样周期T T和信号和信号Y的最大变化速率的最大变化速率V Vma

5、xmax即：即：a=a=V VmaxmaxT T,实现本算法的关键是设定被测参实现本算法的关键是设定被测参量相邻两次采样值的最大允许误差量相邻两次采样值的最大允许误差a.a.限幅滤波用于滤掉由于大功率设备的启停，限幅滤波用于滤掉由于大功率设备的启停，所造成的电流尖峰干扰或误检测，以及变送器不所造成的电流尖峰干扰或误检测，以及变送器不稳定而引起的严重失真等。稳定而引起的严重失真等。21112,|nnnnnnnnnnyyyyyayyayyy或121,.,yyynn已滤波的采样结果已滤波的采样结果：l本次采样值为本次采样值为y yn n，则本次滤波的结果由下式确定：，则本次滤波的结果由下式确定：现场

6、保护Yn-1-Yn0读Y n-1，Yn求 Yn-Yn-1Yn-1-Yn Y取上次采样值取本次采样值现场恢复否否是是开 始返 回限幅滤波程序程序清单：PUSHPUSHPSWPSW；保护现场保护现场 PUSHPUSHA A CLR CLRC C；进位标志位清零进位标志位清零 MOVMOVDATA,DATA2 DATA,DATA2 ；本次采样值；本次采样值 MOV MOVA,DATA1 A,DATA1 ；经滤波的上次采；经滤波的上次采样值样值 SUBB SUBBA,DATAA,DATA；求求Y Yn-1n-1-Y Yn n JNC JNCCOMPARECOMPARE；如果如果Y Yn-1n-1-Y-

7、Yn n0,0,转转COMPARECOMPARE CPL CPLA A；如果如果Y Yn-1n-1-Y Yn n0,y y，DATA1DATADATA1DATAOVER:OVER:POP POPA A；恢复现场恢复现场 POPPOPPSWPSW RET RET；返回返回限幅滤波总结方法根据经验判断采样数值的有效性。）如果本次值与上次值之差小于允许最大偏差本次采样有效）如果本次值与上次之差大于允许最大偏差本次采样无效，采用上次采样值优点能有效克服偶然因素引起的脉冲干扰缺点无法抑制那种周期性的干扰、平滑度差原理：当原理：当|Y(2)-Y(1)|Y|Y(2)-Y(1)|Y时，不是取时，不是取Y(1)

8、Y(1)作为本次的采样值作为本次的采样值，而是再采样一次，取得，而是再采样一次，取得Y(3)Y(3)，然后根据然后根据|Y(3)-Y(2)|Y(3)-Y(2)|与与Y Y 的的大小关系，来决定本次的采样值。大小关系，来决定本次的采样值。设顺序采样时刻设顺序采样时刻t1t1、t2t2、t3t3所采集到的数据分别为所采集到的数据分别为Y(1)Y(1)、Y(2)Y(2)、Y(3)Y(3)当当|Y(2)-Y(1)|Y|Y(2)-Y(1)|Y 时，采用时，采用Y(2)Y(2)当当|Y(2)-Y(1)|Y|Y(2)-Y(1)|Y 时，不采用时，不采用Y(2)Y(2)，但保留，继但保留，继续采样取得续采样取

9、得Y(3)Y(3)当当|Y(3)-Y(2)|Y|Y(3)-Y(2)|Y 时，时，采用采用Y(2)Y(2)当当|Y(3)-Y(2)|Y|Y(3)-Y(2)|Y 时，则取时，则取(Y(3)+Y(2)/2(Y(3)+Y(2)/2为采样值为采样值限速滤波的特点：限速滤波的特点：既照顾了采样的实时性，又顾及了采既照顾了采样的实时性，又顾及了采样值变化的连续性。样值变化的连续性。2 2、限速滤波、限速滤波2 2中值滤波法中值滤波法 中值滤波中值滤波是一种典型的非线性滤波是一种典型的非线性滤波，它运算简，它运算简单，在滤除脉冲噪声的同时可以很好地保护信单，在滤除脉冲噪声的同时可以很好地保护信号的细节信息。号

10、的细节信息。对某一对某一被测参数连续采样被测参数连续采样n n次次（一般（一般n n应为奇数应为奇数），然后将这些采样值进行），然后将这些采样值进行排序排序，选取中间值选取中间值为本次采样值。为本次采样值。对温度、液位等缓慢变化的被测参数，采用中对温度、液位等缓慢变化的被测参数，采用中值滤波法一般能收到良好的滤波效果。值滤波法一般能收到良好的滤波效果。对于流量、压力等快速变化的参数一般不采用对于流量、压力等快速变化的参数一般不采用返 回现场保护设置数据个数读数据排序取中值据现场恢复排序完成否？是设置数据区首址 开 始是否 设滤波器窗口的宽度为设滤波器窗口的宽度为n=2k+n=2k+1 1，离散

11、时间信号，离散时间信号x x（i i）的长度为的长度为N N，（，（i i=1=1，2 2，N N；N Nn n），则当窗口），则当窗口在信号序列上滑动时，一维中值滤波器的输出在信号序列上滑动时，一维中值滤波器的输出:medmed x x（i i）=x x(k+1k+1)表示窗口表示窗口2 2k k+1+1内排序的第内排序的第k+1k+1个个值，即排序后的中间值。值，即排序后的中间值。原始信号原始信号 中值滤波后的信号中值滤波后的信号 对不同宽度脉冲滤波效果对不同宽度脉冲滤波效果3 3基于拉依达准则的奇异数据滤波法基于拉依达准则的奇异数据滤波法（剔除粗大误差）（剔除粗大误差）拉依达准则法的应用

12、场合与程序判别法拉依达准则法的应用场合与程序判别法类似，并可更准确地剔除严重失真的奇类似，并可更准确地剔除严重失真的奇异数据。异数据。拉依达准则：拉依达准则：当当测量次数测量次数N N足够多且测量足够多且测量服从正态分布时服从正态分布时，在各次测量值中，若，在各次测量值中，若某次测量值某次测量值X Xi i所对应的所对应的剩余误差剩余误差V Vi i33，则认为该则认为该X Xi i为坏值，予以剔除。为坏值，予以剔除。拉依达准则法实施步骤拉依达准则法实施步骤 （1 1）求）求N N次测量值次测量值X X1 1至至X XN N的算术平均值的算术平均值 N1iiXN1X（2 2）求各项的剩余误差）

13、求各项的剩余误差V Vi i XXVii（3 3）计算标准偏差）计算标准偏差)1N/()V(N1i2i（4 4）判断并剔除奇异项）判断并剔除奇异项V Vi i3 3，则认为该Xi为坏值，予以剔除。依据拉依达准则净化数据的局限性 采用采用33准则净化奇异数据，通过选择准则净化奇异数据，通过选择LL中的中的L L值（值（L L2 2，3 3，4 4，5 5）调整净化门限，调整净化门限，L L3 3，门限放宽，门限放宽，L L3 3，门限紧缩。采用门限紧缩。采用33准则准则净化采样数据有其局限性，有时甚至失效。净化采样数据有其局限性，有时甚至失效。（1 1）该准则在）该准则在样本值少于样本值少于10

14、10个时不能判别任个时不能判别任何奇异数据；何奇异数据；（2 2）33准则是建立在正态分布的等精度重复准则是建立在正态分布的等精度重复测量基础上，而测量基础上，而造成奇异数据的干扰或噪声造成奇异数据的干扰或噪声难以满足正态分布。难以满足正态分布。4.4.基于中值数绝对偏差的决策滤波器基于中值数绝对偏差的决策滤波器 中值绝对偏差估计的决策滤波器能够判中值绝对偏差估计的决策滤波器能够判别出奇异数据，并以有效性的数值来取别出奇异数据，并以有效性的数值来取代。采用一个滑动窗口，代。采用一个滑动窗口，利用利用m m个数据来确定采样数据的个数据来确定采样数据的有效性。如果滤波器判定该数据有效，有效性。如果

15、滤波器判定该数据有效，则输出，否则，如果判定该数据为奇异则输出，否则，如果判定该数据为奇异数据，用中值来取代。数据，用中值来取代。(k)x0(k)x1(k)x1m（1 1）确定当前数据有效性的判别准则）确定当前数据有效性的判别准则一个序列的中值对奇异数据的灵敏度远大于一个序列的中值对奇异数据的灵敏度远大于序列的平均值，用中值构造一个尺度序列，序列的平均值，用中值构造一个尺度序列，设设 中值为中值为Z Z，则则(k)xi给出了每个数据点偏离参照值的尺度给出了每个数据点偏离参照值的尺度 令令d(k)d(k)的中值为的中值为D D，著名的统计学家著名的统计学家FR.HampelFR.Hampel提提

16、出并证明了中值数绝对偏差出并证明了中值数绝对偏差MADMAD1.48261.4826*D D，MADMAD可可以代替标准偏差以代替标准偏差。对对33法则的这一修正有时称为法则的这一修正有时称为“HampelHampel标识符标识符”。(2)(2)实现基于实现基于L L*MADMAD准则的滤波算法准则的滤波算法 建立滑动数据窗口建立滑动数据窗口(宽度宽度m m）计算出窗口序列的中值计算出窗口序列的中值Z Z（排序法排序法）计算尺度序列计算尺度序列 的中值的中值d d（排序法排序法）令令Q Q1.48261.4826*d=MADd=MAD计算计算如果如果 则则 否则否则(k)x(k),x(k),x

17、(k),x(k)w(k),w(k),w(k),w1-m2101-m210|z-(k)w|(k)dii|z-(k)x|qmQLq(k)x(k)ymmZ(k)ym二、抑制小幅度高频噪声的平均滤波法二、抑制小幅度高频噪声的平均滤波法小幅度高频电子噪声：电子器件热噪声、小幅度高频电子噪声：电子器件热噪声、A/DA/D量化噪声等。量化噪声等。通常采用具有低通特性的线性滤波器：通常采用具有低通特性的线性滤波器：算算数平均滤波法、去极值平均滤波、加权平数平均滤波法、去极值平均滤波、加权平均滤波法、滑动加权平均滤波法均滤波法、滑动加权平均滤波法等。等。平均值滤波就是平均值滤波就是对多个采样值对多个采样值进行进

18、行平均算平均算法法，这是，这是消除随机误差消除随机误差最常用的方法。最常用的方法。算术平均滤波是在采样周期算术平均滤波是在采样周期T T内，对测内，对测量信号量信号X X 进行进行N N次采样，把次采样，把N N个采样值相加个采样值相加后的算术平均值作为本次的有效采样值，后的算术平均值作为本次的有效采样值，即即1.1.算术平均滤波算术平均滤波NiiXNkX11)(iiinSXN1iiN1iN1iiiinN1sN1)ns(N1XN1iiSN1XS Si i为采样值中的有用部分，为采样值中的有用部分，n ni i为随机误差。为随机误差。设：采样次数采样次数N N值决定了信号的平滑度和灵敏度值决定了

19、信号的平滑度和灵敏度。提高。提高N N的值，可提高平滑度，但系统的灵敏的值，可提高平滑度，但系统的灵敏度随之降低，采样次数度随之降低，采样次数N N的取值随被控对象的的取值随被控对象的不同而不同。一般情况下，不同而不同。一般情况下，流量信号流量信号可取可取1212左左右右，压力信号压力信号可取可取4 4左右左右，温度、成分等缓变，温度、成分等缓变信号可取信号可取2 2甚至不进行算术平均。甚至不进行算术平均。在编制算法程序时在编制算法程序时,N N一般取一般取2 2、4 4、8 8等等2 2的整的整数幂，以便于用移位来代替除法求得平均值。数幂，以便于用移位来代替除法求得平均值。这种算法适用于对这

20、种算法适用于对周期性干扰周期性干扰的的信号滤波信号滤波 现场保护设置数据区首址设置 循环次数累加求和恢复现场所有数据加完否？求平均值否是开 始返 回读数据 算术平均滤波算术平均滤波不能将明显的偶然的脉冲干不能将明显的偶然的脉冲干扰消除，只是把其平均到采样结果中，从而降低扰消除，只是把其平均到采样结果中，从而降低了了测量精度测量精度。去极值平均滤波是对连续采样的。去极值平均滤波是对连续采样的N N个数据进行比较，去掉其中的最大值与最小值，个数据进行比较，去掉其中的最大值与最小值，然后计算余下的然后计算余下的N-N-2 2 个数据的算术平均值。个数据的算术平均值。在编制算法程序时在编制算法程序时,

21、为便于用移位来代替除法为便于用移位来代替除法求得平均值，求得平均值，N-N-2 2应取应取2 2、4 4、8 8等，故等，故N N取取4 4、6 6、1010等。这种算法适用于等。这种算法适用于工业场合工业场合经常遇到的尖脉经常遇到的尖脉冲干扰的信号滤波。冲干扰的信号滤波。2.2.去极值平均滤波去极值平均滤波设置数据区首址数据排序设比较次数去掉最小值求平均值剩余数据求和是排序完成否？去掉最大值否开 始返 回去极值平均值滤波程序清单：PUSHA；保护现场PUSHPSWSORT:MOVR0,DATA；数据存储区单元首址MOVR7,#10H；读比较次数CLRCHANGE；清交换标志位 LOOP:MO

22、VA,R0；取第一个数MOVFIRST,A；保存第一个数INCR0MOVSECOND,R0；保存第二个数CLRCSUBBA,R0；两数比较1.JCNEXT；第一数小于第二数，不交换2.MOVR0,FIRST 3.DECR04.MOVR0,SECOND；交换两数5.INCR06.SETBCHANGE；置交换标志位NEXT:DJNZR7,LOOP；进行下一次比较1.JBCHANGE,SORT；进行下一轮比较 2.MOVFLAG,#00H；进位位清零 3.INCDATA；去掉最小值4.MOVR0,DATA；设置数据存储区首址5.MOVR7,#08H；设置累加循环次数，去掉最大值 6.CLRA；清累加

23、器 LOOP:ADDA,R0；两数相加 1.JNCNEXT；无进位，转NEXT 2.INCFLAG；有进位，进位位加1 NEXT:INCR0；数据指针加1 DJNZR7,LOOP；未加完，继续加 MOV R7,#03H；设置循环次数DIVIDE:MOVTEMP,A；保存累加器中的内容MOVA,FLAG；累加结果除2CLRC RRCAMOVFLAG,AMOVA,TEMPRRCA DJNZR7,DIVIDE；未结束，继续执行MOVSAMP,A；保存结果至SAMP中POPA；恢复现场POPPSWRET3 3滑动平均滤波滑动平均滤波 对于采样速度较慢或要求数据更新率较高对于采样速度较慢或要求数据更新率

24、较高的实时系统，算术平均滤波无法使用的。的实时系统，算术平均滤波无法使用的。滑动平均滤波法把滑动平均滤波法把N N个测量数据看成一个个测量数据看成一个队列，队列的长度固定为队列，队列的长度固定为N N，每进行一次，每进行一次新的采样，把测量结果放入队尾，而去掉新的采样，把测量结果放入队尾，而去掉原来队首的一个数据，这样在队列中始终原来队首的一个数据，这样在队列中始终有有N N个个“最新最新”的数据。的数据。滑动平均具有较好的实时性和快速响应。滑动平均具有较好的实时性和快速响应。1N0iinnXN1X为第为第n n次采样经滤波后的输出；次采样经滤波后的输出；为未经滤波的第为未经滤波的第n ni

25、i次采样值；次采样值；N N为滑动平均项数为滑动平均项数。nXinX平滑度高，灵敏度低平滑度高，灵敏度低；但对偶然出现的；但对偶然出现的脉冲性干扰的抑制作用差。实际应用时，通脉冲性干扰的抑制作用差。实际应用时，通过观察不同过观察不同N N值下滑动平均的输出响应来选值下滑动平均的输出响应来选取取N N值以便少占用计算机时间，又能达到最值以便少占用计算机时间，又能达到最好的滤波效果。好的滤波效果。滑动平均滤波（续）滑动平均滤波（续）滑动平均滤波对周期性干扰有良好的抑制滑动平均滤波对周期性干扰有良好的抑制作用，平滑度高、灵敏度低，但不适用于作用，平滑度高、灵敏度低，但不适用于脉冲干扰比较严重的场合，

26、而适用于高频脉冲干扰比较严重的场合，而适用于高频震荡干扰的抑制和消除。震荡干扰的抑制和消除。不同参数测量滑动窗口宽度的选取不同参数测量滑动窗口宽度的选取流量：流量：12 12；压力：；压力：4 4；液面：；液面：412412；温度：温度：1414 算术平均滤波算术平均滤波和和去极值平均滤波去极值平均滤波都存在都存在平平滑性滑性和和灵敏度的矛盾灵敏度的矛盾。采样次数太少则平滑。采样次数太少则平滑效果差，次数太多则灵敏度下降，对测量参效果差，次数太多则灵敏度下降，对测量参数的变化趋势不敏感。为协调两者关系，可数的变化趋势不敏感。为协调两者关系，可采用采用加权平均滤波加权平均滤波。加权平均滤波是对每

27、次采样值不以相同加权平均滤波是对每次采样值不以相同的权系数而以增加新鲜采样值的权重。的权系数而以增加新鲜采样值的权重。miiiyCky1)(4.4.加权平均滤波加权平均滤波 式中，第式中，第m次为最新值，次为最新值，C1、C2、Cm 为加为加权系数，先小后大，且均为小于权系数，先小后大，且均为小于1但总和等于但总和等于1的小数，的小数，即满足下式即满足下式C1 C2 Cm 1Cm Cm-1 C1 0C1、C2、Cm 的取值应视具体情况选取的取值应视具体情况选取,并通并通过调试确定。例如过调试确定。例如,某纯滞后时间为某纯滞后时间为的被控对象的被控对象,采采用用m=4的加权平均滤波算式为的加权平

28、均滤波算式为)(y k=C1 y 1 C2 y 2 C3 y 3 C4 y 4 上式中权系数：上式中权系数：,31ReC22ReCReC3RC14123eeeR,，,这种算法能协调系统的平滑度和灵敏度的矛盾，这种算法能协调系统的平滑度和灵敏度的矛盾，提高灵敏度，更适用于纯滞后较大的对象。提高灵敏度，更适用于纯滞后较大的对象。低通滤波低通滤波是模拟硬件是模拟硬件RCRC低通滤波器的数字实现。常低通滤波器的数字实现。常用的用的RCRC滤波器的滤波器的传递函数传递函数是是STSXSYf11)()(其中，其中，Tf=RC是滤波器的滤波时间常数，其大小直是滤波器的滤波时间常数，其大小直接关系到滤波效果。

29、一般说来，接关系到滤波效果。一般说来，Tf 越大，则滤波器的越大，则滤波器的截止频率截止频率（滤出的干扰频率）越低，滤出的电压纹波（滤出的干扰频率）越低，滤出的电压纹波较小较小,但输出滞后较大。由于大的时间常数及高精度的但输出滞后较大。由于大的时间常数及高精度的RC电路不易制作，所以硬件电路不易制作，所以硬件RC 滤波器不可能对极低滤波器不可能对极低频率的信号进行频率的信号进行滤波滤波。为此可以模仿式。为此可以模仿式上式上式中硬件中硬件RC滤波器的特性参数，用软件做成低通数字滤波器，从滤波器的特性参数，用软件做成低通数字滤波器，从而实现一阶惯性的而实现一阶惯性的数字滤波数字滤波。三、三、低通滤

30、波（低通滤波（惯性滤波）惯性滤波）将上式写成差分方程将上式写成差分方程)()()1()(kxkyTkykyTf整理后得整理后得)1()1()()1()()(kyakaxkyTTTkxTTTkyfff式中：式中：y(k)第第k次采样的滤波输出值；次采样的滤波输出值；x(k)第第k次采样的滤波输入值，即第次采样的滤波输入值，即第k次采样值次采样值y(k-1)第第(k-1)次采样的滤波输出值次采样的滤波输出值;a滤波系数滤波系数a=T/(Tf+T)T采样周期采样周期Tf滤波环节的时间常数滤波环节的时间常数一般一般T远小于远小于Tf，即，即a远小于远小于1，表明本次有效采样值，表明本次有效采样值(滤滤

31、波输出值波输出值)主要取决于上次有效采样值主要取决于上次有效采样值(滤波输出值滤波输出值)，而本次，而本次采样值仅起到一点修正作用。采样值仅起到一点修正作用。通常，采样周期通常，采样周期T 足够小，则足够小，则a T/Tf，滤波，滤波算法的截止频率为算法的截止频率为 TaRCf221当采样周期当采样周期T一定时，滤波系数一定时，滤波系数 a越小，数字滤波越小，数字滤波器的截止频率器的截止频率 f就越低。例如当就越低。例如当T=0.5秒秒(即每秒采即每秒采样样2次次)，a=1/32（a取取2的负幂次方便于计算）的负幂次方便于计算）时：时：f=(1/32)/(23.140.5)0.01Hz这对于变

32、化缓慢的采样信号这对于变化缓慢的采样信号(如大型贮水池的水位信如大型贮水池的水位信号号)，其滤波效果是很好的。，其滤波效果是很好的。数字低通滤波总结优点对周期性干扰具有良好的抑制作用，适用于波动频繁的参数滤波。缺点带来相位滞后，灵敏度低。注意不能滤除频率高于采样频率（奈奎斯特频率）的干扰信号，对于高于奈奎斯特频率的干扰信号应采用模拟滤波器。四、复合滤波法 在实际应用中，有时既要消除大幅度的脉冲在实际应用中，有时既要消除大幅度的脉冲干扰，有要做数据平滑。因此常把前面介绍干扰，有要做数据平滑。因此常把前面介绍的两种以上的方法结合起来使用，的两种以上的方法结合起来使用，形成复合形成复合滤波滤波。去极

33、值平均滤波算法去极值平均滤波算法：先用：先用中值滤波中值滤波算法滤算法滤除采样值中的脉冲性干扰，然后把剩余的各除采样值中的脉冲性干扰，然后把剩余的各采样值进行采样值进行平均滤波平均滤波。连续采样。连续采样N N次，剔除次，剔除其最大值和最小值，再求余下其最大值和最小值，再求余下N N2 2个采样的个采样的平均值。显然，这种方法既能抑制随机干扰平均值。显然，这种方法既能抑制随机干扰，又能滤除明显的脉冲干扰。，又能滤除明显的脉冲干扰。为使计算更方为使计算更方便，便，N N2 2应为应为2 2，4 4，8 8，1616常取常取N N为为4 4，6 6，1010，1818。复合滤波的例子抗工频干扰复合

34、滤波器：低通+算术平均滤波，通过低通滤除工频高次谐波电子秤复合滤波器限幅滤波+滑动平均滤波，通过限幅滤波剔出脉冲干扰，确保重量跟踪的快速性，滑动平均滤波滤除高频干扰。各种数字滤波性能比较各种数字滤波性能比较 1、滤波效果、滤波效果 1）对于变化比较缓慢的信号）对于变化比较缓慢的信号，如温度、物位等，如温度、物位等，可以选择程序判断滤波及一阶滞后滤波。可以选择程序判断滤波及一阶滞后滤波。2）对于变化比较快的信号）对于变化比较快的信号，如压力、流量、转速，如压力、流量、转速等，可以选择算术平均或加权平均滤波法。等，可以选择算术平均或加权平均滤波法。3）对于要求较高系统）对于要求较高系统，可以采用复合滤波法，如，可以采用复合滤波法，如算术平均加中值滤波算术平均加中值滤波等。等。2、滤波时间、滤波时间 在满足滤波效果的前提下，应该尽量缩短滤波时在满足滤波效果的前提下，应该尽量缩短滤波时间。间。