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[CW32F030系列]

单片机上常用的10个滤波算法

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楼主
gygp|  楼主 | 2022-12-10 22:18 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

限幅滤波

1 方法

  • 根据经验判断两次采样允许的最大偏差值A

  • 每次采新值时判断:若本次值与上次值之差<=A,则本次有效;若本次值与上次值之差>A,本次无效,用上次值代替本次。


2 优缺点

    克服脉冲干扰,无法抑制周期性干扰,平滑度差。

3 代码

/* A值根据实际调,Value有效值,new_Value当前采样值,程序返回有效的实际值 */#define A 10char Value;char filter(){  char new_Value;  new_Value = get_ad();                             //获取采样值  if( abs(new_Value - Value) > A)   return Value;   //abs()取绝对值函数  return new_Value;}中位值滤波

1 方法

  • 连续采样N次,按大小排列

  • 取中间值为本次有效值


2 优缺点

    克服波动干扰,对温度等变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果,对速度等快速变化的参数不宜。

3 代码

#define N 11char filter(){ char value_buf[N]; char count,i,j,temp; for(count = 0;count < N;count++)         //获取采样值 {  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];}算数平均滤波

1 方法

  • 连续采样N次,取平均

  • N较大时平滑度高,灵敏度低

  • N较小时平滑度低,灵敏度高

  • 一般N=12


2 优缺点

    适用于存在随机干扰的系统,占用RAM多,速度慢。

3 代码

#define N 12char filter(){ int sum = 0; for(count = 0;count<N;count++)  sum += get_ad(); return (char)(sum/N);}递推平均滤波

1 方法

  • 取N个采样值形成队列,先进先出

  • 取均值

  • 一般N=4~12


2 优缺点

  • 对周期性干扰抑制性好,平滑度高

  • 适用于高频振动系统

  • 灵敏度低,RAM占用较大,脉冲干扰严重


3 代码

中位值平均滤波

1 方法

  • 采样N个值,去掉最大最小

  • 计算N-2的平均值

  • N= 3~14


2 优缺点

  • 融合了中位值,平均值的优点

  • 消除脉冲干扰

  • 计算速度慢,RAM占用大


3 代码

char filter(){ char count,i,j; char Value_buf[N]; int sum=0; for(count=0;count<N;count++)  Value_buf[count]= get_ad(); 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_buf[count];   return (char)(sum/(N-2));}限幅平均滤波

1 方法

  • 每次采样数据先限幅后送入队列

  • 取平均值


2 优缺点

  • 融合限幅、均值、队列的优点

  • 消除脉冲干扰,占RAM较多


3 代码

#define A 10#define N 12char value,i=0;char value_buf[N];char filter(){ char new_value,sum=0; new_value=get_ad(); if(Abs(new_value-value)<A)  value_buf[i++]=new_value; if(i==N)i=0; for(count =0 ;count<N;count++)  sum+=value_buf[count]; return (char)(sum/N);}一阶滞后滤波

1 方法

  • 取a=0~1

  • 本次滤波结果=(1-a)* 本次采样 + a * 上次结果


2 优缺点

  • 良好一直周期性干扰,适用波动频率较高场合

  • 灵敏度低,相位滞后


3 代码

/*为加快程序处理速度,取a=0~100*/#define a 30char value;char filter(){ char new_value; new_value=get_ad(); return ((100-a)*value + a*new_value);}加权递推平均滤波

1 方法

    对递推平均滤波的改进,不同时刻的数据加以不同权重,通常越新的数据权重越大,这样灵敏度高,但平滑度低。

2 优缺点

    适用有较大滞后时间常数和采样周期短的系统,对滞后时间常数小,采样周期长、变化慢的信号不能迅速反应其所受干扰。

3 代码

/* coe数组为加权系数表 */#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<N;count++) {  value_buf[count]=get_ad(); } for(count=0;count<N;count++)  sum+=value_buf[count]*coe[count]; return (char)(sum/sum_coe);}消抖滤波

1 方法

  • 设置一个滤波计数器

  • 将采样值与当前有效值比较

  • 若采样值=当前有效值,则计数器清0

  • 若采样值不等于当前有效值,则计数器+1

  • 若计数器溢出,则采样值替换当前有效值,计数器清0


2 优缺点

  • 对变化慢的信号滤波效果好,变化快的不好

  • 避免临界值附近的跳动,计数器溢出时若采到干扰值则无法滤波


3 代码


限幅消抖滤波

1 方法

    先限幅,后消抖。

2 优缺点

  • 融合了限幅、消抖的优点

  • 避免引入干扰值,对快速变化的信号不宜


3 代码

#define A 10#define N 12char value;char filter(){ char new_value,count=0; new_value=get_ad(); while(value!=new_value) {  if(Abs(value-new_value)<A)  {  count++;  if(count>=N) return new_value;  new_value=get_ad();  } return value; }}

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沙发
alvpeg| | 2022-12-15 09:43 | 只看该作者
均值滤波怎么算的?              

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板凳
mikewalpole| | 2022-12-15 09:51 | 只看该作者
滤波在数学上是如何实现的 ?              

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地板
iyoum| | 2022-12-15 10:58 | 只看该作者
卡尔曼滤波算法是什么?               

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5
backlugin| | 2022-12-15 14:02 | 只看该作者
怎么把数字滤波转换电路滤波呢?              

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6
pentruman| | 2022-12-15 14:52 | 只看该作者
减少噪声的匹配滤波算法用什么              

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7
robincotton| | 2022-12-15 15:21 | 只看该作者
如何确定需要实现的滤波范围?              

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8
Bowclad| | 2022-12-23 16:44 | 只看该作者
数字滤波还能转换成电路滤波?

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9
yorkbarney| | 2023-1-5 13:05 | 只看该作者
如何确定使用哪个滤波算法?              

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10
janewood| | 2023-1-5 13:13 | 只看该作者
IIR的滤波算法比较常用的。              

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11
saservice| | 2023-1-5 14:22 | 只看该作者
有FIR滤波器算法吗?              

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12
mollylawrence| | 2023-1-6 12:15 | 只看该作者
中值滤波为什么效果很差呢?              

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13
sheflynn| | 2023-1-6 15:52 | 只看该作者
如何用单片机进行数学虑波波              

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14
burgessmaggie| | 2023-1-6 17:58 | 只看该作者
常用的数字滤波的方法都有哪              

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15
10299823| | 2023-1-6 18:27 | 只看该作者
均值滤波算法还是比较简单的。              

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16
fengm| | 2023-1-6 19:49 | 只看该作者
这个滤波算法计算量怎么统计?              

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17
louliana| | 2023-1-6 21:21 | 只看该作者
有设计相关滤波算法的代码吗
              

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18
iyoum| | 2023-2-2 14:14 | 只看该作者
单片机对系统只能实现数字滤波,即通过一种数字算法对系统进行滤波。

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19
chenci2013| | 2023-2-2 14:22 | 只看该作者
滤波在数学上是如何实现的               

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sanfuzi| | 2023-2-2 15:18 | 只看该作者
在单片机体系中常用的滤波算法有限幅滤波法、中值滤波法、算术均匀滤波法、加权均匀滤波法、滑动均匀滤波等。

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