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1、《衡器》年第卷第期总期·科技与应用·预重仪畏常用数警崛波技霆后勤工程学院郭凌【内容提要】本文介绍并分析了称重仪表中常用的几种数字、,滤波技术及其特点适用情况和数字算法可供称重仪表杭干扰设。计参考关键词称重仪表干扰数字滤波卡尔曼滤波,各种电子衡器在称量过程中来自传感式中第次采样值一—一器的有用信号往往混杂有各种频率的干扰信第次采样值。,—号为了抑制某些干扰信号通常在称重仪实际采样值。△—。表的信号人口处采用低通滤波器该种一一两次采样所允许的最大偏差,滤波器能抵制高频干扰信号但对低频干扰这种滤波方法主要用于变化比较缓慢的,,。信号的滤波效果较差而数字滤波器却可以参数对
2、滤去脉冲性干扰也是十分有效的。,△,一对极低频干扰信号进行滤波由于数字滤波编程时为已知数戮为上次采样值就已予以保存,,是在计算机中用一定的计算方法对输人的本次采样后计算机只要进行,比较就可以确定真正输入计算机的采样值,信号进行数学处理减少干扰信号在有用信,,以后将次采样值存人第一号中的比重提高信号的真实性它不需增加次采样值所,,以备下次使用。硬件只需根据预定的滤波算法编制相应的在的内存单元保存这种滤,。△,△程序即可达到信号滤波的目的数字滤波波方法的关键是择取太大易使干扰,,,△。可以对各种干扰信号进行滤波其稳定性高信号串人太小又可能滤去有用信号因,,,滤波参数修
3、改方便一种滤波程序可供各控此△必须选择妥当一般可根据经验数据,。。制回路调用因此得到了广泛应用下面对和由实验方法来获得。几种常用的数字滤波技术予以具体分析、二平滑滤波法、一程序判断滤波法平滑滤波法主要用于消除附在信号上的。,当采样信号因随机干扰和误检而引起严白噪声叠加在有用数据上的随机噪声在,。。重失真时可以采用程序判断滤波法这种很多情况下可以近似地认为是白噪声因为滤波,法就是将两次相邻的采样值相减求出白噪声一个重要的统计特性即其统计平均值,,其增量然后与两次采样允许的最大差值视为零所以常采用求平均值的方法来消除随△,。,被控对象实际情况而定进行比较如小机误差常用
4、的平滑滤波法有两种即算术△,△,。于或等于则取本次采样值如大于平均滤波法和数据平滑法,则仍取上次采样值作为本次采样值即算术平均滤波法一一△,毛则人算术平均滤波法就是把个采集值相一一△,二一,珠人则加然后取其算术平均值作为本次有效的采·科技与应用·衡器》年第卷第期总期,样值即二一、,介共丫入‘、,面自喇一入‘下高式中人第次个采样值的算术平—式中五第次滤波后输出值均值—一从依次向前递推次的采样第次采样值——。值采样次数。—递推平均次数设这种滤波方法的关键是平均项数的选狡城执,,,取选得过大平均效果好但速度慢对参数式中鼠采样值中有用部分,变化的反应不灵敏选得过小滤波效果
5、不—。随机误差。,—显著所以它只适用于需要较快速度的数则。据采样场合中一〔‘,’五贵叁加权移动平均滤波法一、,取。窗口单纯移动平均法的最大问题是随着击誉击套,。随机误差的消除有用信号的灵敏度也降低按统计规律,随机噪声的统计平均值为,,为此可以将各种采样值取不同的比例然后零所以,即。再相加求平均加权移动平均滤波法一一共丫石户个项加权平均式为阅一一一‘算术平均值滤波又常被称为递推平均滤属,波它对周期性等幅振荡的干扰具有较明显,、、一,式中⋯均为常数项且。的滤波效果其具体做法是以第次采样进一。刻为基,,准向前递推几个周期计算机存贮几蓦,个周期的采样输人值,并累计采样次数
6、。当采样值的系数可根据具体情况决定一,,采样次数为个,则进行累加般采样次数愈靠后取的比例就愈大这样可运算并求出平。,,增加新的采样值在平均值中的比例所以均值为第次的真实值送人计算机进行运。这种滤波方法可以根据需要突出信号的某一算,。数据平滑法部分而抑制信号的另一部分窗口移动平均滤波法、,需三中位值滤波法算术平均滤波法每计算一次数据测,,除了程序限幅滤波外对某些变化速度量次对于测量速度较慢或要求数据计算,,速度较高的实,。口不是太快的参数为了去掉脉冲性干扰常采际系统则无法使用窗移。动平均滤波法就是在存贮器中开辟一个区域用中位值法进行滤波其原理是对被测对,,,象连续采
7、样次》并按大小顺序排作为暂存队列使用队列的固定长度为每,,,进行一次新的测量把测量结果放人队尾而列从首尾部分各截去乃个大小居中的数,,。扔掉原来队首的那个数据这样在队列中始据进行平均将其作为有效检测信号中位“”,口终有个最新的的数据就象数据窗在值滤波法常用于滤除变化速度较慢的称重数,。数据队列中移动一样所以称为窗口移动平据混人的脉冲干扰,均滤波法即《衡器》年第卷第期总期·科技与应用·、、。四一阶滞后滤波法人场高通滤波器的参数,、—在称重测量回路中常常伴随有电源干六卡尔曼滤波法。、扰及工业干扰这些干扰的特点是频率很卡尔曼滤波是以信号的一二阶统计知,,,以均方根误差极
8、小为判据,
