|
5、中位值平均濾波法（又稱防脈沖干擾平均濾波法） [pre lang="arduino" line="1"]/* A、名稱：中位值平均濾波法（又稱防脈沖干擾平均濾波法） B、方法： 采一組隊(duì)列去掉最大值和最小值后取平均值， 相當(dāng)于“中位值濾波法”+“算術(shù)平均濾波法”。 連續(xù)采樣N個(gè)數(shù)據(jù)，去掉一個(gè)最大值和一個(gè)最小值， 然后計(jì)算N-2個(gè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。 N值的選?。?-14。 C、優(yōu)點(diǎn)： 融合了“中位值濾波法”+“算術(shù)平均濾波法”兩種濾波法的優(yōu)點(diǎn)。 對(duì)于偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾，可消除由其所引起的采樣值偏差。 對(duì)周期干擾有良好的抑制作用。 平滑度高，適于高頻振蕩的系統(tǒng)。 D、缺點(diǎn)： 計(jì)算速度較慢，和算術(shù)平均濾波法一樣。 比較浪費(fèi)RAM。 E、整理：shenhaiyu 2013-11-01 */ int Filter_Value; void setup() { Serial.begin(9600); // 初始化串口通信 randomSeed(analogRead(0)); // 產(chǎn)生隨機(jī)種子 } void loop() { Filter_Value = Filter(); // 獲得濾波器輸出值 Serial.println(Filter_Value); // 串口輸出 delay(50); } // 用于隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)300左右的當(dāng)前值 int Get_AD() { return random(295, 305); } // 中位值平均濾波法（又稱防脈沖干擾平均濾波法）（算法1） #define FILTER_N 100 int Filter() { int i, j; int filter_temp, filter_sum = 0; int filter_buf[FILTER_N]; for(i = 0; i < FILTER_N; i++) { filter_buf = Get_AD(); delay(1); } // 采樣值從小到大排列（冒泡法） for(j = 0; j < FILTER_N - 1; j++) { for(i = 0; i < FILTER_N - 1 - j; i++) { if(filter_buf > filter_buf[i + 1]) { filter_temp = filter_buf; filter_buf = filter_buf[i + 1]; filter_buf[i + 1] = filter_temp; } } } // 去除最大最小極值后求平均 for(i = 1; i < FILTER_N - 1; i++) filter_sum += filter_buf; return filter_sum / (FILTER_N - 2); } // 中位值平均濾波法（又稱防脈沖干擾平均濾波法）（算法2） /* #define FILTER_N 100 int Filter() { int i; int filter_sum = 0; int filter_max, filter_min; int filter_buf[FILTER_N]; for(i = 0; i < FILTER_N; i++) { filter_buf = Get_AD(); delay(1); } filter_max = filter_buf[0]; filter_min = filter_buf[0]; filter_sum = filter_buf[0]; for(i = FILTER_N - 1; i > 0; i--) { if(filter_buf > filter_max) filter_max=filter_buf; else if(filter_buf < filter_min) filter_min=filter_buf; filter_sum = filter_sum + filter_buf; filter_buf = filter_buf[i - 1]; } i = FILTER_N - 2; filter_sum = filter_sum - filter_max - filter_min + i / 2; // +i/2 的目的是為了四舍五入 filter_sum = filter_sum / i; return filter_sum; }*/[/pre] 6、限幅平均濾波法 [pre lang="arduino" line="1"]/* A、名稱：限幅平均濾波法 B、方法： 相當(dāng)于“限幅濾波法”+“遞推平均濾波法”； 每次采樣到的新數(shù)據(jù)先進(jìn)行限幅處理， 再送入隊(duì)列進(jìn)行遞推平均濾波處理。 C、優(yōu)點(diǎn)： 融合了兩種濾波法的優(yōu)點(diǎn)； 對(duì)于偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾，可消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差。 D、缺點(diǎn)： 比較浪費(fèi)RAM。 E、整理：shenhaiyu 2013-11-01 */ #define FILTER_N 12 int Filter_Value; int filter_buf[FILTER_N]; void setup() { Serial.begin(9600); // 初始化串口通信 randomSeed(analogRead(0)); // 產(chǎn)生隨機(jī)種子 filter_buf[FILTER_N - 2] = 300; } void loop() { Filter_Value = Filter(); // 獲得濾波器輸出值 Serial.println(Filter_Value); // 串口輸出 delay(50); } // 用于隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)300左右的當(dāng)前值 int Get_AD() { return random(295, 305); } // 限幅平均濾波法 #define FILTER_A 1 int Filter() { int i; int filter_sum = 0; filter_buf[FILTER_N - 1] = Get_AD(); if(((filter_buf[FILTER_N - 1] - filter_buf[FILTER_N - 2]) > FILTER_A) || ((filter_buf[FILTER_N - 2] - filter_buf[FILTER_N - 1]) > FILTER_A)) filter_buf[FILTER_N - 1] = filter_buf[FILTER_N - 2]; for(i = 0; i < FILTER_N - 1; i++) { filter_buf = filter_buf[i + 1]; filter_sum += filter_buf; } return (int)filter_sum / (FILTER_N - 1); }[/pre] 7、一階滯后濾波法 [pre lang="arduino" line="1"]/* A、名稱：一階滯后濾波法 B、方法： 取a=0-1，本次濾波結(jié)果=(1-a)*本次采樣值+a*上次濾波結(jié)果。 C、優(yōu)點(diǎn)： 對(duì)周期性干擾具有良好的抑制作用； 適用于波動(dòng)頻率較高的場(chǎng)合。 D、缺點(diǎn)： 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1/2的干擾信號(hào)。 E、整理：shenhaiyu 2013-11-01 */ int Filter_Value; int Value; void setup() { Serial.begin(9600); // 初始化串口通信 randomSeed(analogRead(0)); // 產(chǎn)生隨機(jī)種子 Value = 300; } void loop() { Filter_Value = Filter(); // 獲得濾波器輸出值 Serial.println(Filter_Value); // 串口輸出 delay(50); } // 用于隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)300左右的當(dāng)前值 int Get_AD() { return random(295, 305); } // 一階滯后濾波法 #define FILTER_A 0.01 int Filter() { int NewValue; NewValue = Get_AD(); Value = (int)((float)NewValue * FILTER_A + (1.0 - FILTER_A) * (float)Value); return Value; }[/pre] 8、加權(quán)遞推平均濾波法 [pre lang="arduino" line="1"]/* A、名稱：加權(quán)遞推平均濾波法 B、方法： 是對(duì)遞推平均濾波法的改進(jìn)，即不同時(shí)刻的數(shù)據(jù)加以不同的權(quán)； 通常是，越接近現(xiàn)時(shí)刻的數(shù)據(jù)，權(quán)取得越大。 給予新采樣值的權(quán)系數(shù)越大，則靈敏度越高，但信號(hào)平滑度越低。 C、優(yōu)點(diǎn)： 適用于有較大純滯后時(shí)間常數(shù)的對(duì)象，和采樣周期較短的系統(tǒng)。 D、缺點(diǎn)： 對(duì)于純滯后時(shí)間常數(shù)較小、采樣周期較長(zhǎng)、變化緩慢的信號(hào)； 不能迅速反應(yīng)系統(tǒng)當(dāng)前所受干擾的嚴(yán)重程度，濾波效果差。 E、整理：shenhaiyu 2013-11-01 */ int Filter_Value; void setup() { Serial.begin(9600); // 初始化串口通信 randomSeed(analogRead(0)); // 產(chǎn)生隨機(jī)種子 } void loop() { Filter_Value = Filter(); // 獲得濾波器輸出值 Serial.println(Filter_Value); // 串口輸出 delay(50); } // 用于隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)300左右的當(dāng)前值 int Get_AD() { return random(295, 305); } // 加權(quán)遞推平均濾波法 #define FILTER_N 12 int coe[FILTER_N] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12}; // 加權(quán)系數(shù)表 int sum_coe = 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10 + 11 + 12; // 加權(quán)系數(shù)和 int filter_buf[FILTER_N + 1]; int Filter() { int i; int filter_sum = 0; filter_buf[FILTER_N] = Get_AD(); for(i = 0; i < FILTER_N; i++) { filter_buf = filter_buf[i + 1]; // 所有數(shù)據(jù)左移，低位仍掉 filter_sum += filter_buf * coe; } filter_sum /= sum_coe; return filter_sum; }[/pre] 9、消抖濾波法 [pre lang="arduino" line="1"]/* A、名稱：消抖濾波法 B、方法： 設(shè)置一個(gè)濾波計(jì)數(shù)器，將每次采樣值與當(dāng)前有效值比較： 如果采樣值=當(dāng)前有效值，則計(jì)數(shù)器清零； 如果采樣值<>當(dāng)前有效值，則計(jì)數(shù)器+1，并判斷計(jì)數(shù)器是否>=上限N（溢出）； 如果計(jì)數(shù)器溢出，則將本次值替換當(dāng)前有效值，并清計(jì)數(shù)器。 C、優(yōu)點(diǎn)： 對(duì)于變化緩慢的被測(cè)參數(shù)有較好的濾波效果； 可避免在臨界值附近控制器的反復(fù)開/關(guān)跳動(dòng)或顯示器上數(shù)值抖動(dòng)。 D、缺點(diǎn)： 對(duì)于快速變化的參數(shù)不宜； 如果在計(jì)數(shù)器溢出的那一次采樣到的值恰好是干擾值,則會(huì)將干擾值當(dāng)作有效值導(dǎo)入系統(tǒng)。 E、整理：shenhaiyu 2013-11-01 */ int Filter_Value; int Value; void setup() { Serial.begin(9600); // 初始化串口通信 randomSeed(analogRead(0)); // 產(chǎn)生隨機(jī)種子 Value = 300; } void loop() { Filter_Value = Filter(); // 獲得濾波器輸出值 Serial.println(Filter_Value); // 串口輸出 delay(50); } // 用于隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)300左右的當(dāng)前值 int Get_AD() { return random(295, 305); } // 消抖濾波法 #define FILTER_N 12 int i = 0; int Filter() { int new_value; new_value = Get_AD(); if(Value != new_value) { i++; if(i > FILTER_N) { i = 0; Value = new_value; } } else i = 0; return Value; } 10、限幅消抖濾波法 [pre lang="arduino" line="1"]/* A、名稱：限幅消抖濾波法 B、方法： 相當(dāng)于“限幅濾波法”+“消抖濾波法”； 先限幅，后消抖。 C、優(yōu)點(diǎn)： 繼承了“限幅”和“消抖”的優(yōu)點(diǎn)； 改進(jìn)了“消抖濾波法”中的某些缺陷，避免將干擾值導(dǎo)入系統(tǒng)。 D、缺點(diǎn)： 對(duì)于快速變化的參數(shù)不宜。 E、整理：shenhaiyu 2013-11-01 */ int Filter_Value; int Value; void setup() { Serial.begin(9600); // 初始化串口通信 randomSeed(analogRead(0)); // 產(chǎn)生隨機(jī)種子 Value = 300; } void loop() { Filter_Value = Filter(); // 獲得濾波器輸出值 Serial.println(Filter_Value); // 串口輸出 delay(50); } // 用于隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)300左右的當(dāng)前值 int Get_AD() { return random(295, 305); } // 限幅消抖濾波法 #define FILTER_A 1 #define FILTER_N 5 int i = 0; int Filter() { int NewValue; int new_value; NewValue = Get_AD(); if(((NewValue - Value) > FILTER_A) || ((Value - NewValue) > FILTER_A)) new_value = Value; else new_value = NewValue; if(Value != new_value) { i++; if(i > FILTER_N) { i = 0; Value = new_value; } } else i = 0; return Value; } |
|
|
