十一种滤波方法及C语言程序.docx

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1、一.十一种通用滤波算法(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、

2、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=4B、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

3、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=1~4B、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

4、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：3~14B、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RAM6、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 

5、 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RAM7、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

6、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, 

7、 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第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

8、)+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。//------------------------------