3、算术平均滤波法
单片机温度滤波算法
单片机在数据采集过程中,经常会遇到随机误差的问题,这些误差可能由环境干扰、设备精度等因素引起。
为了提高温度测量的准确性和稳定性,可以采用滤波算法对采集到的温度数据进行处理。
以下是一些常见的温度滤波算法:
1. 算术平均滤波法:
连续采样N次温度值。
计算这N次采样值的平均值作为滤波后的温度值。
这种方法的平滑度高,但灵敏度较低。
2. 中位值滤波法:
连续采样N次温度值。
将这N个数从小到大排序。
取中间的数值作为滤波后的温度值。
这种方法对温度等变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果,但对快速变化的参数不宜。
3. 限幅滤波法:
设定一个经验值A,表示两次采样允许的最大偏差。
每次采样时,判断当前值与上次值之差是否小于A,只有当这个条件满足时,本次采样值才有效。
这种方法可以克服脉冲干扰,但对周期性干扰的处理效果不佳。
4. 滑动平均滤波法:
每次采样的新数据替换队列中的旧数据,保持队列长度不变。
计算队列中所有数据的平均值作为滤波结果。
这种方法可以较好地抑制随机干扰,适用于信号变化较慢的情况。
5. 加权平均滤波法:
给不同时间的采样值分配不同的权重。
计算加权后的平均值作为滤波结果。
这种方法可以根据数据的重要性分配权重,提高滤波效果。
6. 低通滤波法:
允许低于特定频率的信号通过,抑制高频噪声。
通常用于信号处理的软件滤波中。
C语言十大滤波算法
十大滤波算法程序大全精心整理版转自网络11、限幅滤波法函数名称:AmplitudeLimiterFilter-限幅滤波法优点:能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰缺点:无法抑制那种周期性的干扰,且平滑度差说明:1、调用函数GetAD,该函数用来取得当前值2、变量说明Value:最近一次有效采样的值,该变量为全局变量NewValue:当前采样的值ReturnValue:返回值3、常量说明A:两次采样的最大误差值,该值需要使用者根据实际情况设置入口:Value,上一次有效的采样值,在主程序里赋值出口:ReturnValue,返回值,本次滤波结果/define A 10unsigned char Valueunsigned char AmplitudeLimiterFilter {unsigned char NewValue;unsigned char ReturnValue;NewValue=GatAD;ifNewValue-Value>A||Value-NewValue>A ReturnValue=Value;else ReturnValue=NewValue;returnReturnValue;}2、中位值滤波法/函数名称:MiddlevalueFilter-中位值滤波法优点:能有效克服因偶然因素引起的波动干扰;对温度、液位等变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果缺点:对流量,速度等快速变化的参数不宜说明:1、调用函数GetAD,该函数用来取得当前值Delay,基本延时函数2、变量说明ArrDataBufferN:用来存放一次性采集的N组数据Temp:完成冒泡法试用的临时寄存器i,j,k:循环试用的参数值3、常量说明N:数组长度入口:出口:value_bufN-1/2,返回值,本次滤波结果/define N 11unsigned char MiddlevalueFilter {unsigned char value_bufN;unsigned char i,j,k,temp;fori=0;i<N;i++{value_bufi = get_ad;delay;}for j=0;j<N-1;j++{for k=0;k<N-j;k++{ifvalue_bufk>value_bufk+1{temp = value_bufk;value_bufk = value_bufk+1;value_bufk+1 = temp;}}}return value_bufN-1/2;}3、算术平均滤波法/说明:连续取N个采样值进行算术平均运算优点:试用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波;这种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;缺点:对于测量速度较慢或要求数据计算较快的实时控制不适用;/define N 12char filter{unsigned int sum = 0;unsigned char i;for i=0;i<N;i++{sum + = get_ad;delay;}returncharsum/N;}4、递推平均滤波法又称滑动平均滤波法/说明:把连续N个采样值看成一个队列,队列长度固定为N;每次采样到一个新数据放入队尾,并扔掉队首的一次数据;把队列中的N各数据进行平均运算,既获得新的滤波结果;优点:对周期性干扰有良好的抑制作用,平滑度高;试用于高频振荡的系统缺点:灵敏度低;对偶然出现的脉冲性干扰的抑制作用较差,不适于脉冲干扰较严重的场合/define N 12unsigned char value_bufN;unsigned char filter{unsigned char i;unsigned char value;int sum=0;value_bufi++ = get_ad; //采集到的数据放入最高位fori=0;i<N;i++{value_bufi=value_bufi+1; //所有数据左移,低位扔掉sum += value_bufi;}value = sum/N;returnvalue;}5、中位值平均滤波法又称防脉冲干扰平均滤波法/说明:采一组队列去掉最大值和最小值优点:融合了两种滤波的优点;对于偶然出现的脉冲性干扰,可消除有其引起的采样值偏差;对周期干扰有良好的抑制作用,平滑度高,适于高频振荡的系统;缺点:测量速度慢/define N 12uchar filter{unsigned char i,j,k,l;unsigned char temp,sum=0,value; unsigned char value_bufN,;fori=0;i<N;i++{value_bufi = get_ad;delay;}//采样值从小到大排列冒泡法forj=0;j<N-1;j++{fori=0;i<N-j;i++{ifvalue_bufi>value_bufi+1{temp = value_bufi;value_bufi = value_bufi+1;value_bufi+1 = temp;}}}fori=1;i<N-1;i++sum += value_bufi;value = sum/N-2;returnvalue;}6、递推中位值滤波法/优点:对于偶然出现的脉冲性干扰,可消除由其引起的采样值偏差; 对周期性干扰有良好的抑制作用,平滑度高;试用于高频振荡的系统缺点:测量速度慢/char filterchar new_data,char queue,char n {char max,min;char sum;char i;queue0=new_data;max=queue0;min=queue0;sum=queue0;fori=n-1;i>0;i--{ifqueuei>maxmax=queuei;else if queuei<minmin=queuei;sum=sum+queuei;queuei=queuei-1;}i=n-2;sum=sum-max-min+i/2; //说明:+i/2的目的是为了四舍五入sum=sum/i;returnsum;}7、限幅平均滤波法/优点:对于偶然出现的脉冲性干扰,可消除有其引起的采样值偏差; /define A 10define N 12unsigned char data;unsigned char filterdata{unsigned char i;unsigned char value,sum;dataN=GetAD;ifdataN-dataN-1>A||dataN-1-dataN>A dataN=dataN-1;//else dataN=NewValue;fori=0;i<N;i++{datai=datai+1;sum+=datai;}value=sum/N;returnvalue;}8、一阶滞后滤波法/函数名称:filter-一阶滞后滤波法说明:1、调用函数GetAD,该函数用来取得当前值Delay,基本延时函数2、变量说明Or_dataN:采集的数据Dr0_flag、Dr1_flag:前一次比较与当前比较的方向位 coeff:滤波系数F_count:滤波计数器3、常量说明N:数组长度Thre_value:比较门槛值入口:出口:/define Thre_value 10define N 50float Or_dataN;unsigned char Dr0_flag=0,Dr1_flag=0; void absfloat first,float second {float abs;iffirst>second{abs=first-second;Dr1_flag=0;}else{abs=second-first;Dr1_flag=1;}returnabs;}void filtervoid{uchar i=0,F_count=0,coeff=0;float Abs=;//确定一阶滤波系数fori=1;i<N;i++{Abs=absOr_datai-1,Or_datai;ifDr1_flag^Dr0_flag //前后数据变化方向一致{F_count++;ifAbs>=Thre_value{F_count++;F_count++;}ifF_count>=12F_count=12;coeff=20F_count;}else //去抖动coeff=5;//一阶滤波算法ifDr1_flag==0 //当前值小于前一个值Or_datai=Or_datai-1-coeffOr_datai-1-Or_datai/256;elseOr_datai=Or_datai-1+coeffOr_datai-Or_datai-1/256;F_count=0; //滤波计数器清零Dr0_flag=Dr1_flag;}}9、加权递推平均滤波法/coe:数组为加权系数表,存在程序存储区;sum_coe:加权系数和/define N 12const char code coeN = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12}; const char code sum_coe = 1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12; unsigned char filter{unsigned char i;unsigned char value_bufN; int sum=0;for i=0;i<N;i++{value_bufi = get_ad;delay;}for i=0,i<N;i++{value_bufi=value_bufi+1; sum += value_buficoei; }sum/=sum_coe;value=sum/N;returnvalue;}10、消抖滤波法//define N 12unsigned char filter{unsigned char i=0;unsigned char new_value; new_value = get_ad;ifvalue =new_value;{i++;if i>N{i=0;value=new_value; }}else i=0;returnvalue;}。
算术平均滤波
算术平均滤波
算术平均滤波是一种常见的数字信号处理方法,它可以用于去除信号中的噪声,平滑信号,提高信号的质量。
算术平均滤波的原理是将一段时间内的信号值取平均值,然后用平均值代替原始信号值,从而达到平滑信号的目的。
算术平均滤波的应用非常广泛,例如在图像处理中,可以用算术平均滤波去除图像中的噪声,使图像更加清晰;在音频处理中,可以用算术平均滤波平滑音频信号,提高音质;在传感器信号处理中,可以用算术平均滤波去除传感器信号中的噪声,提高测量精度。
算术平均滤波的实现非常简单,只需要将一段时间内的信号值相加,然后除以信号的个数即可。
例如,假设我们要对一个长度为N的信号进行平均滤波,那么可以使用以下公式:
y[i] = (x[i] + x[i-1] + x[i-2] + ... + x[i-N+1]) / N
其中,y[i]表示滤波后的信号值,x[i]表示原始信号值,N表示滤波窗口的大小。
需要注意的是,算术平均滤波虽然可以平滑信号,但也会对信号的响应速度产生影响。
因为平均滤波会将信号的变化变得更加缓慢,所以在某些应用场景下,可能需要使用其他滤波方法。
算术平均滤波是一种简单有效的数字信号处理方法,可以用于去除
信号中的噪声,平滑信号,提高信号的质量。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的滤波方法,以达到最佳的效果。
霍尔传感器采集滤波处理措施
霍尔传感器采集的滤波处理措施主要包括以下几种:
1.算术平均滤波法:连续取N个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。
2.滑动平均滤波法:把连续取N个值看成一个队列,队列的长度
固定为N,每次采集到一个新数据放入队尾,并去掉原来队首的一次数据,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,与算术平均滤波法相似。
3.中位值滤波法:连续采样N个数据,将数据按大小排列,取中
间值为本次有效值,这种方法对偶然出现的脉冲性干扰,有很好的抑制作用。
4.一阶滞后滤波法:取a=0~1,本次滤波结果=(1-a)本次采样
值+a上次滤波结果。
这种方法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。
具体的滤波方法应根据实际情况进行选择。
10种简单的数值滤波方法
单片机利用软件抗干扰的几种滤波方法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、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=4。
B、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=1~4。
B、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:3~14,B、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。
10种简单的数字滤波算法(C语言源程序)
假定从8位AD中读取数据(如果是更高位的AD可定义数据类型为int),子程序为get_ad();1、限副滤波/* A值可根据实际情况调整value为有效值,new_value为当前采样值滤波程序返回有效的实际值*/#define A 10char value;char filter(){char new_value;new_value = get_ad();if ( ( new_value - value > A ) || ( value - new_value > A )return value;return new_value;}2、中位值滤波法/* N值可根据实际情况调整排序采用冒泡法*/#define N 11char filter(){char value_buf[N];char count,i,j,temp;for ( count=0;count<N;count++){value_buf[count] = get_ad();delay();}for (j=0;j<N-1;j++){for (i=0;i<N-j;i++){if ( value_buf[i]>value_buf[i+1] ){temp = value_buf[i];value_buf[i] = value_buf[i+1];value_buf[i+1] = temp;}}}return value_buf[(N-1)/2];}3、算术平均滤波法*/#define N 12char filter(){int sum = 0;for ( count=0;count<N;count++){sum + = get_ad();delay();}return (char)(sum/N);}4、递推平均滤波法(又称滑动平均滤波法)/**/#define N 12char value_buf[N];char i=0;char filter(){char count;int sum=0;value_buf[i++] = get_ad();if ( i == N ) i = 0;for ( count=0;count<N,count++)sum = value_buf[count];return (char)(sum/N);}5、中位值平均滤波法(又称防脉冲干扰平均滤波法)/**/#define N 12char filter(){char count,i,j;char value_buf[N];int sum=0;for (count=0;count<N;count++){value_buf[count] = get_ad();delay();}for (j=0;j<N-1;j++)for (i=0;i<N-j;i++){if ( value_buf[i]>value_buf[i+1] ){temp = value_buf[i];value_buf[i] = value_buf[i+1];value_buf[i+1] = temp;}}}for(count=1;count<N-1;count++)sum += value[count];return (char)(sum/(N-2));}6、限幅平均滤波法/**/略参考子程序1、37、一阶滞后滤波法/* 为加快程序处理速度假定基数为100,a=0~100 */#define a 50char value;char filter(){char new_value;new_value = get_ad();return (100-a)*value + a*new_value;}8、加权递推平均滤波法/* coe数组为加权系数表,存在程序存储区。
10种常用滤波方法
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、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RAM4、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RAM5、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”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,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以下是我编的示例程序,如有不足之处还望各位同行指教假定从8位AD中读取数据(如果是更高位的AD可定义数据类型为int),子程序为get_ad();1、限副滤波/* A值可根据实际情况调整value为有效值,new_value为当前采样值滤波程序返回有效的实际值*/#define A 10char value;char filter(){char new_value;new_value = get_ad();if ( ( new_value - value > A ) || ( value - new_value > A ) return value;return new_value;}2、中位值滤波法/* N值可根据实际情况调整排序采用冒泡法*/#define N 11char filter(){char value_buf[N];char count,i,j,temp;for ( count=0;count{value_buf[count] = get_ad();delay();}for (j=0;j{for (i=0;i{if ( value_buf[i]>value_buf[i+1] ){temp = value_buf[i];value_buf[i] = value_buf[i+1];value_buf[i+1] = temp;}}}return value_buf[(N-1)/2];}3、算术平均滤波法/**/#define N 12char filter(){int sum = 0;for ( count=0;count{sum + = get_ad();delay();}return (char)(sum/N);}4、递推平均滤波法(又称滑动平均滤波法)/**/#define N 12char value_buf[N];char i=0;char filter(){char count;int sum=0;value_buf[i++] = get_ad();if ( i == N ) i = 0;for ( count=0;countsum = value_buf[count];return (char)(sum/N);}5、中位值平均滤波法(又称防脉冲干扰平均滤波法) /**/#define N 12char filter(){char count,i,j;char value_buf[N];int sum=0;for (count=0;count{value_buf[count] = get_ad();delay();}for (j=0;j{for (i=0;i{if ( value_buf[i]>value_buf[i+1] ){temp = value_buf[i];value_buf[i] = value_buf[i+1];value_buf[i+1] = temp;}}}for(count=1;countsum += value[count];return (char)(sum/(N-2));}6、限幅平均滤波法/**/略参考子程序1、37、一阶滞后滤波法/* 为加快程序处理速度假定基数为100,a=0~100 */ #define a 50char value;char filter(){char new_value;new_value = get_ad();return (100-a)*value + a*new_value;}8、加权递推平均滤波法/* coe数组为加权系数表,存在程序存储区.*/#define N 12char code coe[N] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};char code sum_coe = 1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12;char filter(){char count;char value_buf[N];int sum=0;for (count=0,count{value_buf[count] = get_ad();delay();}for (count=0,countsum += value_buf[count]*coe[count];return (char)(sum/sum_coe);}9、消抖滤波法#define N 12char filter(){char count=0;char new_value;new_value = get_ad();while (value !=new_value);{count++;if (count>=N) return new_value;delay();new_value = get_ad();}return value;}10、限幅消抖滤波法/**/略参考子程序1、9。
算术平均滤波算法
算术平均滤波算法
算术平均滤波算法是一种常用的数字信号处理算法,用于对离散时间序列信号进行平滑处理。
其基本原理是通过计算一个窗口内数据的平均值来替代原始数据点,从而达到平滑信号的目的。
算法步骤如下:
1. 确定窗口大小N,通常选择一个奇数,例如3、5、7等。
2. 从输入信号的第一个数据点开始,依次处理每个数据点。
3. 对于每个数据点,取其前后连续N个数据点(包括自身)
组成一个窗口。
4. 计算窗口内所有数据点的平均值。
5. 将计算得到的平均值作为当前数据点的输出值。
6. 移动窗口,继续处理下一个数据点,直到处理完所有数据点。
7. 输出处理后的信号序列。
算术平均滤波算法主要用于去除信号中的高频噪声,使得信号更加平滑。
但是在平滑信号的同时,也会平滑信号中的快速变化部分,因此会损失一部分信号的细节信息。
对于某些需要保留细节信息的应用场景,可以考虑其他滤波算法,如中值滤波、高斯滤波等。
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单机:1、硬件组成测试初级水平① 保护装置由哪几部分组成?每个部分的作用是什么?答:保护装置有四个部分组成;1主CPU板处理采集上来的各种信息和信号;2交流板电源板,采集装置需要的交流量,并将其转换成为装置能够接受和处理的电流电压;3出口板,控制所有的装置出口和入口;面板,显示装置的所有信息和报告②模拟量的滤波是怎么实现的?开入量是如何接入装置的,单片机是如何实现开入量的判断的?开入防抖是怎么实现的?开入量的两级隔离是什么意思?答:通过A/D转换器转换成数字信号,通过软件来实现滤波(10种软件滤波方法(查找资料获得)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度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、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=44、B、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RAM4、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RAM5、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”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。
算术平均值滤波
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1. 线性参数的标度变换 线性标度变换时最常用的标度变换方式,
其前提条件是被测参数值与A/D转换结果为线 性关系。线性标度变换的公式为:
Ax
( Am
A0 )
Nx Nm
N0 N0
A0
式中A0为一次测量仪表的下限;
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微机中表格表格的排列分为有序表和无序 表两种。有序表指在表内存放的数有一定的规 律(或按大小顺序;或按某种规律),无序表 指数据的存放是随意的(或某种函数是无序 的)。
根据表格的编排方法,查表的方法有3种:
➢ 顺序查表法 ➢ 计算查表法 ➢ 对分查表法
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a.顺序查表法 顺序查表法用于无序表格的查找。因为无
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可以逐次逼近待搜索的关键值所在位置,直至 找到。若搜索完毕而未找到需给出提示。
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如果在应用中一些数据或函数能够满足从 大到小或从小到大的顺序排列,在这种情况下 可使用对分查表法。
显然对分查表其速度是很快的,它最多的 查找次数为lg2n-1。例如,若查长为2068字节, 对分查表最多只需要10次,而若采用顺序查表 法,其平均查找次数1024次。
微机控制系统中的软件设计,包括选择系统软 件及设计应用软件。
前者主要选择操作系统和算法语言, 后者是根据控制对象的要求编制应用程序。 若是有自己设计的单片机或是DSP系统,则不 仅要编写应用程序,而且要根据系统要求编制专 用的监控程序或系统程序。 对单片机而言,则大部分是监控程序。
1
所以,为控制,处理具体应用对象而编制的程序 就叫应用程序。
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限幅滤波
限速滤波
设顺序采样时刻t1,t2,t3所采集的参数分别为 Y(1),Y(2),Y(3),那么
数字滤波的优点及10种常用数字滤波方法比较【可修改文字】
可编辑修改精选全文完整版数字滤波的优点及10 种常用数字滤波方法比较在微机控制系统的模拟输入信号中,一般均含有各种噪声和干扰,他们来自被测信号源本身、传感器、外界干扰等。
为了进行准确测量和控制,必须消除被测信号中的噪声和干扰。
噪声有2 大类:(1)周期性的信号,其典型代表为50Hz 的工频干扰,对于这类信号,采用积分时间等于20ms 整倍数的双积分A/D 转换器,可有效地消除其影响;(2)非周期的不规则随机信号,对于随机干扰,可以用数字滤波方法予以削弱或滤除。
所谓数字滤波,就是通过一定的计算或判断程序减少干扰信号在有用信号中的比重,因此他实际上是一个程序滤波。
数字滤波器克服了模拟滤波器的许多不足,他与模拟滤波器相比有以下优点:(1) 数字滤波器是用软件实现的,不需要增加硬设备,因而可靠性高、稳定性好,不存在阻抗匹配问题。
(2) 模拟滤波器通常是各通道专用,而数字滤波器则可多通道共享,从而降低了成本。
(3)数字滤波器可以对频率很低(如0.01Hz) 的信号进行滤波,而模拟滤波器由于受电容容量的限制,频率不可能太低。
(4)数字滤波器可以根据信号的不同,采用不同的滤波方法或滤波参数,具有灵活、方便、功能强的特点。
10 种数字滤波方法1、限副滤波方法: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,则本次值无效,放弃本次值,用上次值代替本次值优点:能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰。
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。
优点:能有效克服因偶然因素引起的波动干扰,对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果。
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。
10种简单的数字滤波C语言源程序算法
10种简单的数字滤波C语言源程序算法(2009-11-09 10:25:08)假定从8位AD中读取数据(如果是更高位的AD可定义数据类型为int),子程序为get_ad();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、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RAM4、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=1~4 B、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RAM5、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”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。
各种滤波算法比较
数字滤波方法有很多种,每种方法有其不同的特点和使用范围。
从大的范围可分为3类。
1、克服大脉冲干扰的数字滤波法㈠.限幅滤波法㈡.中值滤波法2、抑制小幅度高频噪声的平均滤波法㈠.算数平均㈡.滑动平均㈢.加权滑动平均㈣一阶滞后滤波法3、复合滤波法四、介绍在这我选用了常用的8种滤波方法予以介绍(一)克服大脉冲干扰的数字滤波法:克服由仪器外部环境偶然因素引起的突变性扰动或仪器内部不稳定引起误码等造成的尖脉冲干扰,是仪器数据处理的第一步。
通常采用简单的非线性滤波法。
1、限幅滤波法(又称程序判断滤波法)限幅滤波是通过程序判断被测信号的变化幅度,从而消除缓变信号中的尖脉冲干扰。
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D、适用范围: 变化比较缓慢的被测量值2、中位值滤波法中位值滤波是一种典型的非线性滤波器,它运算简单,在滤除脉冲噪声的同时可以很好地保护信号的细节信息。
A、方法:连续采样N次(N取奇数)把N次采样值按大小排列(多采用冒泡法)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(脉冲)干扰C、缺点:对流量、速度等快速变化的参数不宜D、适用范围:对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果(二)抑制小幅度高频噪声的平均滤波法小幅度高频电子噪声:电子器件热噪声、A/D量化噪声等。
通常采用具有低通特性的线性滤波器:算数平均滤波法、加权平均滤波法、滑动加权平均滤波法一阶滞后滤波法等。
3、算术平均滤波法算术平均滤波法是对N个连续采样值相加,然后取其算术平均值作为本次测量的滤波值。
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:对滤除混杂在被测信号上的随机干扰信号非常有效。
十大滤波算法程序大全(arduino)
1、限幅滤波法(又称程序判断滤波法)
2、中位值滤波法
3、算术平均滤波法
4、递推平均滤波法(又称滑动平均滤波法)
5、中位值平均滤波法(又称防脉冲干扰平均滤波法)
6、限幅平均滤波法
7、一阶滞后滤波法
8、加权递推平均滤波法
9、消抖滤波法
10、限幅消抖滤波法
11、新增加卡尔曼滤波(非扩展卡尔曼),代码在17楼(点击这里)感谢zhangzhe0617分享
程序默认对int类型数据进行滤波,如需要对其他类型进行滤波,只需要把程序中所有int替换成long、float或者double即可。
中位值滤波法
算术平均滤波法:
6、限幅平均滤波法
7、一阶滞后滤波法
8、加权递推平均滤波法
9、消抖滤波法
10、限幅消抖滤波法。
简单且实用的一些滤波算法
简单且实用的一些滤波算法[复制链接]ChocolateUni中级会员∙ 串个门∙ 加好友∙ 打招呼∙ 发消息 电梯直达 楼主 发表于 2011-11-4 21:27:13 |只看该作者|倒序浏览 10种滤波算法 及 例子c 代码(来自于互联网) 经常有朋友们提起传感器采样的时候数据会抖动,会跳动, 这时候需要一些滤波算法; 1、限幅滤波法(又称程序判断滤波法)2、中位值滤波法3、算术平均滤波法4、递推平均滤波法(又称滑动平均滤波法)5、中位值平均滤波法(又称防脉冲干扰平均滤波法)6、限幅平均滤波法7、一阶滞后滤波法8、加权递推平均滤波法9、消抖滤波法10、限幅消抖滤波法11、IIR 滤波???假定从8位AD 中读取数据(如果是更高位的AD 可定义数据类型为int),子程序为get_ad();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eg.#define A 10char filter(){char new_value;new_value = get_ad();if ((new_value - value > A) || (value - new_value > A)) return value;return new_value;}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、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eg./* N值可根据实际情况调整排序采用冒泡法*/#define N 11char filter(){char value_buf[N];char count,i,j,temp;for (count=0;count<N;count++){value_buf[count] = get_ad();delay();}for (j=0;j<=N;j++){for (i=0;i<=N-j;i++){if (value_buf > value_buf[i+1]){temp = value_buf;value_buf = value_buf[i+1];value_buf[i+1] = temp;}}return value_buf[(N-1)/2];}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RAMeg.#define N 12char filter(){int sum = 0;for(count=0;count<N;count++){sum + = get_ad();delay();}return (char)(sum/N);}4、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#define N 12char value_buf[N];char i=0;char filter(){char count;int sum=0;value_buf[i++] = get_ad();if (i == N)i = 0;for (count=0;count<N;count++)sum += value_buf[count];return (char)(sum/N);}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”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RAMeg.#define N 12char filter(){char count,i,j;int sum=0;for(count=0;count<N;count++){value_buf[count] = get_ad();delay();}for (j=0;j<=N;j++){for (i=0;i<=N-j;i++){if (value_buf > value_buf[i+1]){temp = value_buf;value_buf = value_buf[i+1];value_buf[i+1] = temp;}}}for(count=1;count<N-1;count++)sum += value[count];return (char)(sum/(N-2));}6、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,灵敏度低不能消除滤波频率高于采样频率的1/2的干扰信号eg./* 为加快程序处理速度假定基数为100,a=0~100 */#define a 50char value;char filter(){char new_value;new_value = get_ad();return (100-a)*value + a*new_value;}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。
常用滤波算法及C语言程序实现
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#define A 10 char value;char filter(){ char new_value; new_value = get_ad(); if ( ( new_value - value > A ) || ( value - new_value > A ) return value; return new_value; }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、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#define N 11 char filter(){ char value_buf[N]; char count,i,j,temp; for ( count=0;count<N;count++) { value_buf[count] = get_ad(); delay(); } for (j=0;j<N-1;j++) { for (i=0;i<N-j;i++) { if ( value_buf>value_buf[i+1] ) { temp = value_buf; value_buf = value_buf[i+1]; value_buf[i+1] = temp; } } } return value_buf[(N-1)/2];}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#define N 12 char filter(){ int sum = 0; for ( count=0;count<N;count++) { sum + = get_ad(); delay(); } return (char)(sum/N);}A、方法: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#define N 12 char value_buf[N];char i=0; char filter(){ char count; int sum=0; value_buf[i++] = get_ad(); if ( i == N ) i = 0; for ( count=0;count<N,count++) sum = value_buf[count]; return (char)(sum/N);}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”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RAM#define N 12 char filter(){ char count,i,j; char value_buf[N]; int sum=0; for (count=0;count<N;count++) { value_buf[count] = get_ad(); delay(); } for (j=0;j<N-1;j++) { for (i=0;i<N-j;i++) { if ( value_buf>value_buf[i+1] ) { temp = value_buf; value_buf = value_buf[i+1]; value_buf[i+1] = temp; } } } for(count=1;count<N-1;count++) sum += value[count]; return (char)(sum/(N-2));}6、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RAM略参考子程序1、37、一阶滞后滤波法(低通滤波)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#define a 50 char value; char filter(){ char new_value; new_value = get_ad(); return (100-a)*value + a*new_value; }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。
几种常用的滤波方法
几种常用的滤波方法几种软件滤波算法的原理和比较第1种方法: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。
第2种方法: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、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。
第3种方法: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=4。
B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 。
第4种方法: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,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=1~4。
B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。
第5种方法: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”,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。
算术平均滤波
算术平均滤波
一种简单而有效的滤波算法——算术平均滤波
任何信号处理系统中,滤波是有效的信号修饰方法之一。
信号处理系统中,滤波器对信号中的噪声(同一信号中的不具有信息性的异常值)进行平滑消除或减弱,使信号中的有效信息较清晰地体现出来。
现有的滤波方法包括:最大值滤波、最小值滤波、中值滤波、均值滤波等。
本文将介绍一种简单而有效的滤波算法——算术平均滤波。
它可以实现波形信号的平滑,同时又能保留信号中的有效信息。
算术平均滤波(Arithmetic Averaging Filter)是通过将一个连续的特定长度的信号波形中的每一个数据点与它前后的数据点的算术平均值,以抵消噪声或其他影响信号的干扰效果,使信号的平滑程度更高。
算术平均滤波可以分为移动平均法和非移动平均法。
移动平均法指的是,对于一个连续特定长度的信号波形,例如有 N 个数据点,每个数据点以其前后的 N-1 个数据点为窗口进行统计平均,使其达到平滑处理的目的。
非移动平均法指的是,对于有 N 个数据点的连续特定长度的信号波形,使用一个 N 的大小的临时缓冲存储池,把所有以 N 为周期采集的信号数据依次存入缓冲存储池中,当缓冲存储池满时,便可以使用其中的 N 个数据点的平均值来作为最终结果,以实现信号的平滑处理。
算术平均滤波可以大幅度地减少信号中的噪声,但是在处理的时候也会破坏信号的某些特征,有可能会使信号的峰值和谷值发生一定的变化。
另外,非移动平均法的计算量较大,所以在某些应用中不宜采用,而移动平均法的计算量较小,它适用于实时处理系统,比如系统调整控制,同时它也是对非结构性信号的有效处理工具。
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void setup() {
Serial.begin(9600); // 初始化串口通信
randomSeed(analogRead(0)); // 产生随机种子
}
void loop() {
Filter_Value = Filter(); // 获得滤波器输出值
3、算术平均滤波法
ARDUINO 代码复制打印
/*
A、名称:算术平均滤波法
B、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=4。
C、优点:
Serial.println(Filter_Value); // 串口输出
delay(50);
}
// 用于随机产生一个300左右的当前值
int Get_AD() {
return m(295, 305);
}
// 算术平均滤波法
#define FILTER_N 12
int Filter() {
int i;
int filter_sum = 0;
for(i = 0; i < FILTER_N; i++) {
filter_sum += Get_AD();
delay(1);
}
return (int)(filter_sum / FILTER_N);
适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波;
这种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。
D、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。
E、整理:shenhaiyu 2013-11-01
*/
int Filter_Value;