【E課題】AD數據采集的“數字濾波”：10個“軟件濾波程序”

　　5、中位值平均濾波法(又稱防脈沖干擾平均濾波法)

　　A、方法：相當于“中位值濾波法”+“算術平均濾波法”，連續采樣N個數據，去掉一個最大值和一個最小值，然后計算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

　　對于偶然出現的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差

　　C、缺點：測量速度較慢，和算術平均濾波法一樣，比較浪費RAM

　　程序：

　　#define N 12

　　char 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;count

　　sum += value[count];

　　return (char)(sum/(N-2));

　　}

　　6、限幅平均濾波法

　　A、方法：相當于“限幅濾波法”+“遞推平均濾波法”，每次采樣到的新數據先進行限幅處理，再送入隊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 對于偶然出現的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差

　　C、缺點：比較浪費RAM

　　程序略 參考子程序1、3

　　7、一階滯后濾波法

　　A、方法：取a=0~1，本次濾波結果=(1-a)*本次采樣值+a*上次濾波結果

　　B、優點：對周期性干擾具有良好的抑制作用 適用于波動頻率較高的場合

　　C、缺點：相位滯后，靈敏度低 滯后程度取決于a值大小 不能消除濾波頻率高于采樣頻率的1/2的干擾信號

　　程序：

　　/* 為加快程序處理速度假定基數為100，a=0~100 */

　　#define a 50

　　char value;

　　char filter()

　　{

　　char new_value;

　　new_value = get_ad();

　　return (100-a)*value + a*new_value;

　　}

　　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，即不同時刻的數據加以不同的權，通常是，越接近現時刻的數據，權取得越大。給予新采樣值的權系數越大，則靈敏度越高，但信號平滑度越低

　　B、優點：適用于有較大純滯后時間常數的對象和采樣周期較短的系統

　　C、缺點：對于純滯后時間常數較小，采樣周期較長，變化緩慢的信號 不能迅速反應系統當前所受干擾的嚴重程度，濾波效果差

　　程序：

　　/* coe數組為加權系數表，存在程序存儲區。*/

　　#define N 12

　　char 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,count

　　sum += value_buf[count]*coe[count];

　　return (char)(sum/sum_coe);

　　}

　　9、消抖濾波法

　　A、方法：設置一個濾波計數器，將每次采樣值與當前有效值比較：

　　如果采樣值=當前有效值，則計數器清零

　　如果采樣值<>當前有效值，則計數器+1，并判斷計數器是否>=上限N(溢出)

　　如果計數器溢出,則將本次值替換當前有效值,并清計數器

　　B、優點：對于變化緩慢的被測參數有較好的濾波效果,可避免在臨界值附近控制器的反復開/關跳動或顯示器上數值抖動

　　C、缺點：對于快速變化的參數不宜，如果在計數器溢出的那一次采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

　　程序：

　　#define N 12

　　char 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、限幅消抖濾波法

　　A、方法：相當于“限幅濾波法”+“消抖濾波法”，先限幅,后消抖

　　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,避免將干擾值導入系統

　　C、缺點：對于快速變化的參數不宜

　　程序略 參考子程序1、9