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  • 单片机滤波

    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。

      1 /*
      2 2015.5
      3 单片机滤波示例:
      4 
      5 */
      6 
      7 // 读取数据程序:
      8 unsigned int get_ad();
      9 
     10 
     11 // 1、限幅滤波法(又称程序判断滤波法)
     12 #define A 10
     13 char value;
     14 char filter()
     15 {
     16     char new_value = get_ad();
     17     if ((new_value - value > A) || (value - new_value > A))
     18         return value;
     19     return new_value;
     20 }
     21 
     22 // 2、中位值滤波法
     23 #define N  11 
     24 char filter()
     25 {
     26     char value_buf[N];
     27     char count, i, j, temp;
     28     for (count = 0; count<N; count++)
     29     {
     30         value_buf[count] = get_ad();
     31         delay();
     32     }
     33     // 冒泡排序
     34     for (j = 0; j<N - 1; j++)   
     35     {
     36         for (i = 0; i<N - j; i++)
     37         {
     38             if (value_buf[i]>value_buf[i + 1])  
     39             {
     40                 temp  = value_buf[i];
     41                 value_buf[i] = value_buf[i + 1];
     42                 value_buf[i + 1] = temp;
     43             }
     44         }
     45     }
     46     return value_buf[(N - 1) / 2];
     47 }
     48 
     49 // 3、算术平均滤波法
     50 #define N 12 
     51 char filter()
     52 {
     53     int sum = 0;
     54     for (count = 0; count<N; count++ 55     { 
     56         sum + = get_ad(); 
     57         delay(); }
     58     return (char)(sum / N);
     59 }
     60 
     61 // 4、递推平均滤波法(又称滑动平均滤波法)
     62 #define N 12  
     63 char value_buf[N]; 
     64 char i = 0;
     65 char filter()
     66 {
     67     char count;
     68     int sum = 0;
     69     value_buf[i++] = get_ad(); 
     70     if (i == N )  
     71         i = 0;
     72     for (count = 0; count < N; count++)
     73     { 
     74         sum = value_buf[count]; 
     75  76     return (char)(sum / N);
     77 }
     78 
     79 // 5、中位值平均滤波法(又称防脉冲干扰平均滤波法)
     80 #define N 12 
     81 char filter()
     82 {
     83     char count, i, j;
     84     char value_buf[N];    
     85     int sum = 0;
     86     for (count = 0; count<N; count++)
     87     {
     88         value_buf[count] = get_ad();
     89         delay();
     90     }
     91     for (j = 0; j < N - 1; j++)
     92     {
     93         for (i = 0; i<N - j; i++)
     94         {
     95             if (value_buf[i]>value_buf[i + 1])    
     96             {
     97                 temp  = value_buf[i];
     98                 value_buf[i] = value_buf[i + 1];                 
     99                 value_buf[i + 1] = temp;
    100             }
    101         }
    102     }
    103     for (count = 1; count<N - 1; count++)
    104     { 
    105         sum += value[count]; 
    106 107     return (char)(sum / (N - 2));
    108 }
    109 
    110 // 6、限幅平均滤波法
    111 
    112 
    113 // 7、一阶滞后滤波法
    114 #define a 50 
    115 char value; 
    116 char filter()
    117 {
    118     char new_value;
    119     new_value = get_ad();
    120     return (100 - a)*value + a*new_value;
    121 }
    122 
    123 // 8、加权递推平均滤波法
    124 #define N 12 
    125 char code coe[N] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 };
    126 char code sum_coe = 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10 + 11 + 12127 char filter()
    128 {
    129     char count;
    130     char value_buf[N];
    131     int sum = 0;
    132     for (count = 0, count < N; count++)
    133     {
    134         value_buf[count] = get_ad(); delay();
    135     }
    136     for (count = 0, count < N; count++)
    137     {
    138         sum += value_buf[count] * coe[count];
    139     }
    140     return (char)(sum / sum_coe);
    141 }
    142 
    143 // 9、消抖滤波法
    144 #define N 12 
    145 char filter()   
    146 {
    147     char count = 0;    
    148     char new_value = get_ad();
    149     while (value != new_value) 
    150     {
    151         count++;
    152         if (count >= N)   
    153             return new_value;        
    154         delay();
    155         new_value = get_ad();      
    156     }
    157     return value;
    158 }
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/ht-beyond/p/4497967.html
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