滑动平均滤波器在数字控制中的改进.pdf

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1、第48卷第9期电力电子技术Vo1．48，No．92014年9月PowetElectronicsSeptember2014滑动平均滤波器在数字控制中的改进杨璇，李胜，邓君丽，段东权(1．华中科技大学，自动化学院，湖北武汉430074；2．中核兰州铀浓缩有限公司，甘肃兰州730065；3．华中农业大学，计算机学院，湖北武汉430074)摘要：在数字控制器中。不可避免地要对信号进行各种处理：如求平均、滤高频、平滑信号等。滑动平均滤波器由于其算法简单，运用灵活并能完全滤除基频及谐波，因此在数字控制器中得到广泛应用。滑动平均滤波器的缺点是占用存储空间较大，因此在数字控制器中无法大量使用。此处结合

2、周期平均的概念对滑动平均滤波器进行改进，在不影响器原本处理效果的前提下，大大减小了使用的存储空间，并利用仿真和实验证明了该改进算法的实用性。关键词：滤波器；数字控制；周期平均中图分类号：TN713文献标识码：A文章编号：1000—100X(2014)09—0068—03TheImprovementofMovingAvarageFilterinDigitalControllYANGXuan，LISheng2，DENGJun—li，DUANDong—quan(1．HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China)Abstr

3、act：Indigitalcontroller，signalprocessingsuchasaveraging，filteringthehigh~equencysignalanddatasmoothingisinevitable．Themovingavaragefilteriswidelyusedindigitalcontrollerbecauseofit’Ssimplealgorithm，flexibleapplicationandcompleteeliminationofthefundamentalcomponentandharmonics．However，theshortcomi

4、ngofthemovingavaragefilter，whichrestrictsitsquantityindigitalcontmHer，istheexcessstoragespacetobeuesd．Inthisresearch，themovingavaragefilterisimprovedbycombiningwiththecycleaveragealgorithm．ThenovelmovingavaragefilterUSeSfewerstoragespacethantheoriginalonewhiletheperformanceisnotdeclined，andtheco

5、nclusionisverifiedbytheexperimentandsimulation．Keywords：filter；digitalcontrol；cycleavarage1引言2原理与设计滑动平均滤波器属于有限冲击响应型低通2．1滑动平均滤波器滤波器．对于特定次谐波的衰减能力较强，且其实滑动平均滤波器是一种非递归滤波器．它可现简单，稳态时滤波精度较高。而在许多电力电子平滑输入信号，具有低通滤波器效果。Ⅳ项滑动平系统中，需要控制和分析的变量通常都为基频或均滤波器差分方程的一般形式为：基频的倍数频。因此，将滑动平均滤波器非常适用Y()={(n)+(n一1)+⋯+X[n-(』v一1

6、)]}／N(1)于电力电子系统：可应用于磁链函数转子位置检Ⅳ项滑动平均滤波器传递函数为：测【l1。或有源电力滤波器的谐波检测【z】．也可用来n(z)=[(1一z)，(1一z)]／Ⅳ(2)计算有效值【，还可用于进行电压电流相移的数其频率响应为：字化功率计算[5】等。滑动平均滤波器相对于其他H(jw)=[(1一e)／(1一e)]／(3)滤波器具有运算简单，响应时间快，抑制噪声效果由传递函数可知，滑动平均滤波器具有Ⅳ个佳等特点。但在数字处理器中，其具有占用存储空在单位圆上的零点，有Ⅳ个在原点的极点。对于间较多的缺点。这里针对滑动平均滤波器的这一一个滑动平均滤波器的幅值响应而言。第一个零缺点进

7、行改进．在不影响其他性能的前提下．大大点将出现在2xr／N弧度，且滤波器项数越大，低通减小其占用的存储空间．从而让滑动平均滤波器滤波效果越强，滤除的高频分量越多【。的优势更加明显。滑动平均滤波器也可视为周期平均的改进方法。通常会用周期平均方法计算采样的偏置、有效定稿日期：2014—02—28值等，即一个周期内将采样值累加后求平均值。此作者简介：杨璇(1987一)，女，江西樟树人，博士，研究方方法计算简单，得出的数值平稳，且仅需占用一个向为电力电