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时间:2019-05-26
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1、首先应做好信号的数据分析,明确信号的变化特征,以确定信号属于哪种干扰类型,选择合适的滤波方法。具体操作可利用wincc数据存档完成。软件滤波方法及其优缺点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)² 每次检测到新值时判断:²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² C、缺点 无法抑制那种周期性的干扰² 平滑度差²2、 中位值滤波法
2、A、方法: 连续采样N次(N取奇数)² 把N次采样值按大小排列² 取中间值为本次有效值² B、优点: 能有效克服因偶然因素引起的波动干扰² 对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果² C、缺点: 对流量、速度等快速变化的参数不宜 ²3、 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² 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
3、信号进行滤波² 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² 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² 比较浪费RAM²4、 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² 队列的长度固定为N² 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)² 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² N值的选取:流量,N=12;压力:N=4;液面,N=4~12;温度,N=1~4² B、优点: 对周期性干扰有良好
4、的抑制作用,平滑度高² 适用于高频振荡的系统² C、缺点: 灵敏度低² 对偶然出现的脉冲性干扰的抑制作用较差² 不易消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差² 不适用于脉冲干扰比较严重的场合² 比较浪费RAM² 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”² 连续采样N个数据,去掉一个最大值和一个最小值² 然后计算N-2个数据的算术平均值² N值的选取:3~14² B、优点: 融合了两种滤波法的优点² 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
5、样值偏差² C、缺点: 测量速度较慢,和算术平均滤波法一样² 比较浪费RAM ²6、 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”² 每次采样到的新数据先进行限幅处理,² 再送入队列进行递推平均滤波处理² B、优点: 融合了两种滤波法的优点² 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² C、缺点: 比较浪费RAM ²7、 一阶滞后滤波法 A、方法: 取a=0~1² 本次滤波结果=(1-a)*本次采样值+a*上次滤波结果² B、优点: 对周期性干扰具有良好的抑制作用²
6、 适用于波动频率较高的场合² C、缺点: 相位滞后,灵敏度低² 滞后程度取决于a值大小² 不能消除滤波频率高于采样频率的1/2的干扰信号² 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² 通常是,越接近现时刻的数据,权取得越大。² 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² B、优点: 适用于有较大纯滞后时间常数的对象² 和采样周期较短的系统² 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² 不能迅速反应系统当前所受干
7、扰的严重程度,滤波效果差 ²9、 消抖滤波法 A、方法: 设置一个滤波计数器² 将每次采样值与当前有效值比较:² 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² B、优点: 对于变化缓慢的被测参数有较好的滤波效果,² 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² C、缺点: 对于快速变化的参数不宜² 如果在计数器溢出的那一次采样到的值恰好是干
8、扰值,则会将干扰值当作有效值导 入系统 ²10、 限幅消抖滤波法 A、方法: 相当于“限幅滤波法”+“消抖滤波法”² 先限幅,后消抖² B、优点: 继承了“限幅”和“消抖”的优
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