数据采集与处理技术_10课稿.ppt

* 9.1 采样数据的标度变换 15 H = H(I)+(H(I+1)-H(I))*(U-U(I))/(U(I+1)-U(I)) 20 PRINT H= ；H CN = CN + 1 IF CN N THEN 10 END * 第9单元 采样数据的预处理 9.2 采样数据的数字滤波 * 9.2 采样数据的数字滤波 本节教学目标 理解数字滤波的定义 了解数字滤波的原理和方法 * 什么是〞数字滤波〞 ？ 数字滤波 --- 用计算机程序对采样数据进 计算处理，减少干扰信号在 有用信号中所占的比例。 9.2 采样数据的数字滤波 * 数字滤波 的优点 ① 用程序实现，不需硬件 ② 可靠性高，稳定性好 ③ 可低频信号（f =0.01Hz）滤波 ④ 容易更换滤波方法 9.2 采样数据的数字滤波 * 1. 中值滤波法 什么是〞中值滤波〞 ？ 中值滤波 --- 将 n个采样数据进行排队， 再取中间值作为本次采样值。 9.2 采样数据的数字滤波 * 图10-5 中值滤波程序流程图 入口条件：n次采样值存在一维数组 S(n)中。 出口条件：滤波后的采样值存于DA 变量中。 中值滤波过程程序 （Quick BASIC）清单如下： 9.2 采样数据的数字滤波 * SUB ZHOZI ( N, S( ), DA ) FOR I = 1 TO N－1 FOR J = I+1 TO N IF S(I) = S(J) THEN 20 T = S(I) S(I) = S(J) S(J) = T 20 NEXT J NEXT I DA = S(INT(N / 2 + 0.5)) END SUB 9.2 采样数据的数字滤波 * 中值滤波 适宜：去除脉动性质的干扰 不适宜：快速变化的过程参数 如流量 9.2 采样数据的数字滤波 * 2. 算术平均值法 什么是〞平均值滤波〞 ？ 平均值滤波 -- 寻找一个Y 作为本次采样的 平均值，使该值与本次各采 样值间误差的平方和最小。 9.2 采样数据的数字滤波 * ( 10-8 ) 由一元函数求极值原理有 ( 10-9 ) 式中 Y — N次采样值的算术平均值； Xi— 第i 次采样值； N— 采样次数。 9.2 采样数据的数字滤波 * 入口条件：N次采样值已存于一维数组X(N)中。 出口条件：算术平均值存于Y变量中。 算术平均过程程序（Quick BASIC）清单如下： SUB PINJUN ( N, X( ), Y ) A = 0 FOR I=1 TO N A=A + X (I) NEXT I Y= A / N END SUB 9.2 采样数据的数字滤波 * 使用对象： 适用于对压力、流量一类信号的 平滑处理。 对信号平滑效果 取决于N N↑ 平滑度↑ 灵敏度↓ N↓ 平滑度↓ 灵敏度↑ 一般：流量 N = 12， 压力 N = 4 9.2 采样数据的数字滤波 * 3. 加权平均滤波法 用下式求平均值 式中 a0、a1、… 、an均为常数且应满足下式 9.2 采样数据的数字滤波 * 采用加权系数法选常数a0、a1、… 、an . . . 其中 △=1+e-τ+e-2 τ+ …+e-Nτ τ-- 控制对象的纯滞后时间 9.2 采样数据的数字滤波 * 使用场合： 适用系统纯滞后时间常数τ较大、 采样周期较短的过程。 优点： 对以不同采样时间得到的采样值分别 给予不同的权系数，能迅速反应系统 当前所受干扰的严重程度。 缺点 ①需要测试不同过程的纯滞后时间 ②计算量大，降低了系统的处理速度。