数字滤波的优点及10种常用数字滤波方法比较

数字滤波的优点及种常用数字滤波方法比较10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，1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大类2周期性的信号，其典型代表为的工频干扰，对于这类信号，50Hz采用积分时间等于整倍数的双积分转换器，可有效地消20ms A/D除其影响；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占・

八、、•数字滤波器是用软件实现的，不需要增加硬设备，因而可靠21性高、稳定性好，不存在阻抗匹配问题模拟滤波器通常是各通道专用，而数字滤波器则可多通道32共享，从而降低了成本数字滤波器可以对频率很低如的信号进行滤波，而模拟滤

0.01Hz波器由于受电容容量的限制，频率不可能太低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、功能强的特点种数字滤波方法

10.限副滤波1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则本次值无效，A,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，平滑度差中位值滤波法

2.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算术平均滤波法

3.方法连续取个采样值进行算术平均运算值较大时信号平N N滑度较高，但灵敏度较低；N值较小时信号平滑度较低，但灵敏度较高值的选取一般流量，压力二优点适用于N N=12;N4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 o.递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法）方法把连续取个采4N样值看成一个队列，队列的长度固定为每次采样到一个新数据N,放入队尾，并扔掉原来队首的一次数据（先进先出原则），把队列中的个数据进行算术平均运算，就N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=P

45、中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法）方法相当于“中位值滤波法”+“算术平均滤波法”连续采样个数据，去掉一个最大值和一个最小值，然后计算个数据的N N-2算术平均值值的选取优点融合了两种滤波法的优点，N3〜14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缺点测量速度较慢，和算术平均滤波法一样，比较浪费RAMo.限幅平均滤波法方法相当于“限幅滤波法”+“递推平均滤6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缺点比较浪费RAM o、一阶滞后滤波法7方法取本次滤波结果二（）本次采样值上次滤波结a=0~1,1-a*+a*果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缺点相位滞后，灵敏度低，滞后程度取决于值大小，不能消除a滤波频率高于采样频率的的干扰信号1/

2、加权递推平均滤波法方法是对递推平均滤波法的改进,即不同8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、消抖滤波法方法设置一个滤波计数器将每次采样值与当前有效9值比较如果采样值二当前有效值，则计数器清零如果采样值当前有效值，则计数器并判断计数器是否否上限（溢出）,如+1,N果计数器溢出，则将本次值替换当前有效值，并清计数器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、限幅消抖滤波法方法相当于“限幅滤波法”+“消抖滤波10先法限”幅，后消抖优点继承了“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缺点对于快速变化的参数不宜。