用于称重仪表的几种数字滤波算法

用于称重仪表的几种数字滤波算法

衡《器》

年第

卷第

期总

期

·

科技与应用

·

预重仪畏常用数警崛波技霆后勤工程学院

郭

凌

内【容提要】本文介绍并分析了称重仪表中常用的几种数字滤波技术及其特点适用情况和数字算法可供称重仪表杭干扰设,,

计参考

.

关键词称重仪表

干扰

数字滤波

卡尔曼滤波

各种电子衡器在称量过程中来自传感,

式中

器的有用信号往往混杂有各种频率的干扰信号.

为了抑制某些干扰信号通常在称重仪,

表的信号人

口处采用

低通滤波器,,

.

该种,

△

—第次采样值—采样值实际—次采样所允许的最大偏差一一两一

第

次采样值一

.

滤波器能抵制高频干扰信号但对低频干扰

这种滤波方法主要用于变化比较缓慢的

信号的滤波效果较差而数字滤波器却可以对极低频干扰信号进行滤波,

参数对滤去脉冲性干扰也是十分有效的编程时△,

.

.

由于数字滤波

为已知数,

,

戮

一

为上次采样值,

就是在计算机中用一定的计算方法对输人的

已予以保存

本次采样后计算机只要进行,

信号进行数学处理减少干扰信号在有用信号中的比重提高信号的真实性它不需增加,,

比较就可以确定真正输入计算机的采样值以后将

次采样值存人第,,

一

次采样值所.

硬件只需根据预定的滤波算法编制相应的,

在的内存单元保存以备下次使用

这种滤.

程序即可达到信号滤波的目的,,,

.

数字滤波,

波方法的关键是择取△

△

太大易使干扰因

可以对各种干扰信号进行滤波其稳定性高

信号串人,

,

△

太小又可能滤去有用信号,

滤波参数修改方便一种滤波程序可供各控制回路调用因此得到了广泛应用,

此△必须选择妥当一般可根据经验数据和由实验方法来获得.

.

下面对.

几种常用的数字滤波技术予以具体分析一程序判断滤波法,

二平滑滤波法平滑滤波法主要用于消除附在信号上的白噪声.

,

当采样信号因随机干扰和误检而引起严重失真时可以采用程序判断滤波法,,

叠加在有用数据上的随机噪声在,

.

这种,

很多情况下可以近似地认为是白噪声,

.

因为

滤波法就是将两次相邻的采样值相减求出

白噪声一个重要的统计特性即其

统计平均值

其增量然后与两次采样允许的最大差值视被控对象实际情况而定于或等于△一,

为零所以常采用求平均值的方法来消除随

△

进行比较如小,

机误差

.

常用的平滑滤波法有两种即算术,

则取本次采样值如大于,

△

,

平均滤波法和数据平滑法

.

则仍取上次采样值作为本次采样值即一

算术平均滤波法

毛

△△

,

则则二

人一,

算术平均滤波法就是把

个采集值相

珠人

一

一

,

加然后取其算术平均值作为本次有效的采

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样值即二一

丫

面自次

共

,,

介'

入

式中

人

—值均

第

个采样值的算术平

喇下高入式中

,,

一

'

五

设式中则

—样次数采—狡鼠

第次采样值.

—依次向前递推从—值一

第

次滤波后输出值次的采样

递推平均次数执

.

城.

这种滤波方法的关键是平均项数的选取,

—机误差随— '五贵〔叁击,击誉套一

采样值中有用部分

选得过大平均效果好但速度慢对参数,,

变化的反应不灵敏显著.,

选得过小滤波效果不,

所以它只适用于需要较快速度的数.

',

据采样场合中

加权移动平均滤波法窗口单纯移动平均法的最大问题是随着随机误差的消除有用信号的灵敏度也降低,,,

一

,

取.

.

按统计规律随机噪声的统计平均值为

,

为此可以将各种采样值取不同的比例然后再相加求平均即加权移动平均滤波法,

零所以

.

一

一丫,

共石户阅

个

项加权平均式为一

算术平均值滤波又常被称为递推平均滤波它对周期性等幅振荡的干扰具有较明显的滤波效果,

一

属一

一

'

式中

,

,

,

…

均为常数项且,

.

其具体做法是以第次采样进,

刻为基准向前递推几个周期计算机存贮几个周期的采样输人值并累计采样次数采样次数为均值为第,,,

蓦

一

.

.

当

采样值的系数可根据具体情况决定一,

个则进行累加运算并求出平

般采样次数愈靠后取的比例就愈大这样可,,

次的真实值送人计算机进行运

增加新的采样值在平均值中的比例

.

所以

,

算

.

这种滤波方法可以根据需要突出信号的某一

数据平滑法窗口移动平均滤波法

部分而抑制信号的另一部分,, …… 此处隐藏：1337字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……