一些软件滤波算法地原理和程序源代码.docx
《一些软件滤波算法地原理和程序源代码.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一些软件滤波算法地原理和程序源代码.docx（15页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
一些软件滤波算法地原理和程序源代码
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
[cpp] viewplain copy
1.// eg.
2.#define A 10
3.
4.char value;
5.
6.char filter（）
7.{
8. char new_value;
9. new_value = get_ad（）;
10. if （（new_value - value > A） || （value - new_value > A））
11. return value;
12. return new_value;
13.}
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
[cpp] viewplain copy
1.// eg.
2./* N值可根据实际情况调整
3.排序采用冒泡法*/
4.#define N 11
5.
6.char filter（）
7.{
8.char value_buf[N];
9.char count,i,j,temp;
10.for （count=0;count11. value_buf[count] = get_ad（）;
12. delay（）;
13.}
14.for （j=0;j<=N;j++）{
15. for （i=0;i<=N-j;i++）{
16. if （value_buf > value_buf[i+1]）
17. {
18. temp = value_buf;
19. value_buf = value_buf[i+1];
20. value_buf[i+1] = temp;
21. }
22. }
23.}
24.return value_buf[（N-1）/2];
25.}
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
[cpp] viewplain copy
1.// eg.
2.#define N 12
3.
4.char filter（）
5.{
6. int sum = 0;
7. for（count=0;count8. sum + = get_ad（）;
9. delay（）;
10. }
11. return （char）（sum/N）;
12.}
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
[cpp] viewplain copy
1.#define N 12
2.
3.char value_buf[N];
4.char i=0;
5.
6.char filter（）
7.{
8. char count;
9. int sum=0;
10. value_buf[i++] = get_ad（）;
11. if （i == N）
12. i = 0;
13. for （count=0;count14. sum += value_buf[count];
15. return （char）（sum/N）;
16.}
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
C、缺点：
测量速度较慢，和算术平均滤波法一样
比较浪费RAM
[cpp] viewplain copy
1.// eg.
2.#define N 12
3.
4.char filter（）
5.{
6. char count,i,j;
7. char value_buf[N];
8. int sum=0;
9. for（count=0;count10. value_buf[count] = get_ad（）;
11. delay（）;
12. }
13.
14. for （j=0;j<=N;j++）{
15. for （i=0;i<=N-j;i++）{
16. if （value_buf > value_buf[i+1]）
17. {
18. temp = value_buf;
19. value_buf = value_buf[i+1];
20. value_buf[i+1] = temp;
21. }
22. }
23. }
24.
25. for（count=1;count26. sum += value[count];
27. return （char）（sum/（N-2））;
28.}
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
7、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
[cpp] viewplain copy
1.// eg.
2./* 为加快程序处理速度假定基数为100，a=0~100 */
3.
4.#define a 50
5.
6.char value;
7.
8.char filter（）
9.{
10. char new_value;
11. new_value = get_ad（）;
12. return （100-a）*value + a*new_value;
13.}
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
[cpp] viewplain copy
1.// eg.
2./* coe数组为加权系数表，存在程序存储区。
*/
3.
4.#define N 12
5.
6.char code coe[N] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};
7.char code sum_coe = 1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12;
8.
9.char filter（）
10.{
11. char count;
12. char value_buf[N];
13. int sum=0;
14. for （count=0,count15. value_buf[count] = get_ad（）;
16. delay（）;
17. }
18. for（count=0,count19. sum += value_buf[count]*coe[count];
20. return （char）（sum/sum_coe）;
21.}
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
[cpp] viewplain copy
1.// eg.
2.#define N 12
3.
4.char filter（）
5.{
6. char count=0;
7. char new_value;
8. new_value = get_ad（）;
9. while （value !
=new_value）;
10. {
11. count++;
12. if （count>=N） return new_value;
13. delay（）;
14. new_value = get_ad（）;
15. }
16. return value;
17.}
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
11、IIR滤波？
？
？
A.方法：
确定信号带宽，滤之。
Y（n）=a1*Y（n-1）+a2*Y（n-2）+...+ak*Y（n-k）+b0*X（n）+b1*X（n-1）+b2*X（n-2）+...+bk*X（n-k）
B.优点：
高通，低通，带通，带阻任意。
设计简单（用matlab）
C.缺点：
运算量大。
[cpp] viewplain copy
1.// eg.
2.int BandpassFilter4（int InputAD4）
3.{
4. int ReturnValue;
5. int ii;
6. RESLO=0;
7. RESHI=0;
8. MACS=*PdelIn;
9. OP2=1068; //FilterCoeff4[4];
10. MACS=*（PdelIn+1）;
11. OP2=8; //FilterCoeff4[3];
12. MACS=*（PdelIn+2）;
13. OP2=-2001;//FilterCoeff4[2];
14. MACS=*（PdelIn+3）;
15. OP2=8; //FilterCoeff4[1];
16. MACS=InputAD4;
17. OP2=1068; //FilterCoeff4[0];
18. MACS=*PdelOu;
19. OP2=-7190;//FilterCoeff4[8];
20. MACS=*（PdelOu+1）;
21. OP2=-1973; //FilterCoeff4[7];
22. MACS=*（PdelOu+2）;
23. OP2=-19578;//FilterCoeff4[6];
24. MACS=*（PdelOu+3）;
25. OP2=-3047; //FilterCoeff4[5];
26. *p=RESLO;
27. *（p+1）=RESHI;
28. mytestmul<<=2;
29. ReturnValue=*（p+1）;
30. for （ii=0;ii<3;ii++）
31. {
32. DelayInput[ii]=DelayInput[ii+1];
33. DelayOutput[ii]=DelayOutput[ii+1];
34. }
35. DelayInput[3]=InputAD4;
36. DelayOutput[3]=ReturnValue;
37.
38.// if （ReturnValue<0）
39.// {
40.// ReturnValue=-ReturnValue;
41.// }
42. return ReturnValue;
43.}
升级会员 