10種軟體濾波方法?

用軟體來識別有用訊號和干擾訊號，並濾除干擾訊號的方法叫軟體濾波。

工具/原料

電腦

方法/步驟

1、限幅濾波法（又稱程式判斷濾波法） A、方法： 根據經驗判斷，確定兩次取樣允許的最大偏差值（設為A） 每次檢測到新值時判斷： 如果本次值與上次值之差<=A,則本次值有效 如果本次值與上次值之差>A,則本次值無效,放棄本次值,用上次值代替本次值 B、優點： 能有效克服因偶然因素引起的脈衝干擾 C、缺點 無法抑制那種週期性的干擾 平滑度差

2、中位值濾波法 A、方法： 連續取樣N次（N取奇數） 把N次取樣值按大小排列 取中間值為本次有效值 B、優點： 能有效克服因偶然因素引起的波動干擾 對溫度、液位的變化緩慢的被測引數有良好的濾波效果 C、缺點： 對流量、速度等快速變化的引數不宜

3、算術平均濾波法 A、方法： 連續取N個取樣值進行算術平均運算 N值較大時：訊號平滑度較高，但靈敏度較低 N值較小時：訊號平滑度較低，但靈敏度較高 N值的選取：一般流量，N=12；壓力：N=4 B、優點： 適用於對一般具有隨機干擾的訊號進行濾波 這樣訊號的特點是有一個平均值，訊號在某一數值範圍附近上下波動 C、缺點： 對於測量速度較慢或要求資料計算速度較快的實時控制不適用 比較浪費RAM

4、遞推平均濾波法（又稱滑動平均濾波法） A、方法： 把連續取N個取樣值看成一個佇列 佇列的長度固定為N 每次取樣到一個新資料放入隊尾,並扔掉原來隊首的一次資料.(先進先出原則) 把佇列中的N個數據進行算術平均運算,就可獲得新的濾波結果 N值的選取：流量，N=12；壓力：N=4；液麵，N=4~12；溫度，N=1~4 B、優點： 對週期性干擾有良好的抑制作用，平滑度高 適用於高頻振盪的系統 C、缺點： 靈敏度低 對偶然出現的脈衝性干擾的抑制作用較差 不易消除由於脈衝干擾所引起的取樣值偏差 不適用於脈衝干擾比較嚴重的場合 比較浪費RAM

5、中位值平均濾波法（又稱防脈衝干擾平均濾波法） A、方法： 相當於“中位值濾波法”+“算術平均濾波法” 連續取樣N個數據，去掉一個最大值和一個最小值 然後計算N-2個數據的算術平均值 N值的選取：3~14 B、優點： 融合了兩種濾波法的優點 對於偶然出現的脈衝性干擾，可消除由於脈衝干擾所引起的取樣值偏差 C、缺點： 測量速度較慢，和算術平均濾波法一樣 比較浪費RAM

6、限幅平均濾波法 A、方法： 相當於“限幅濾波法”+“遞推平均濾波法” 每次取樣到的新資料先進行限幅處理， 再送入佇列進行遞推平均濾波處理 B、優點： 融合了兩種濾波法的優點 對於偶然出現的脈衝性干擾，可消除由於脈衝干擾所引起的取樣值偏差 C、缺點： 比較浪費RAM

7、一階滯後濾波法 A、方法： 取a=0~1 本次濾波結果=（1-a）*本次取樣值+a*上次濾波結果 B、優點： 對週期性干擾具有良好的抑制作用 適用於波動頻率較高的場合 C、缺點： 相位滯後，靈敏度低 滯後程度取決於a值大小 不能消除濾波頻率高於取樣頻率的1/2的干擾訊號

8、加權遞推平均濾波法 A、方法： 是對遞推平均濾波法的改進，即不同時刻的資料加以不同的權 通常是，越接近現時刻的資料，權取得越大。 給予新取樣值的權係數越大，則靈敏度越高，但訊號平滑度越低 B、優點： 適用於有較大純滯後時間常數的物件 和取樣週期較短的系統 C、缺點： 對於純滯後時間常數較小，取樣週期較長，變化緩慢的訊號 不能迅速反應系統當前所受干擾的嚴重程度，濾波效果差

9、消抖濾波法 A、方法： 設定一個濾波計數器 將每次取樣值與當前有效值比較： 如果取樣值＝當前有效值，則計數器清零 如果取樣值<>當前有效值，則計數器+1，並判斷計數器是否>=上限N(溢位) 如果計數器溢位,則將本次值替換當前有效值,並清計數器 B、優點： 對於變化緩慢的被測引數有較好的濾波效果, 可避免在臨界值附近控制器的反覆開/關跳動或顯示器上數值抖動 C、缺點： 對於快速變化的引數不宜 如果在計數器溢位的那一次取樣到的值恰好是干擾值,則會將干擾值當作有效值導 入系統

10、限幅消抖濾波法 A、方法： 相當於“限幅濾波法”+“消抖濾波法” 先限幅,後消抖 B、優點： 繼承了“限幅”和“消抖”的優點 改進了“消抖濾波法”中的某些缺陷,避免將干擾值匯入系統 C、缺點： 對於快速變化的引數不宜