第16讲 5与12预处理及滤波 .pptVIP

四、限幅滤波 适用对象 ： 参数变化比较缓慢，偶然脉冲干扰信号有良好的滤波效果。 1. 限幅滤波滤波公式 式中xk——第k次采样值； yk——第k次滤波结果输出值； xH、xL——采样值允许的上限值、下限值。 §5.２数字滤波处理 第五章 控制系统应用程序设计 四、限幅滤波 适用对象 ： 参数变化比较缓慢，偶然脉冲干扰信号有良好的滤波效果。 2. 限速（限制变化率）滤波 式中xk、xk－1——第k、第k－1次采样值； yk——第k次滤波结果输出值； ΔX——相邻两次采样值所允许的最大增量 §5.２数字滤波处理 第五章 控制系统应用程序设计 四、限幅滤波 2. 限速（限制变化率）滤波 §5.２数字滤波处理 第五章 控制系统应用程序设计 限速滤波是一种折衷的方法，既照顾了采样的实时性，又顾及了采样值变化的连续性。 缺点: 第一是△Y的确定不够灵活，必须根据现场的情况不断更换新值； 第二是不能反映采样点数n＞3时各采样数值受干扰情况。因此，它的应用受到一定的限制。 在实际使用中，可用 取代△Y，这样也可基本保持限速滤波的特性，虽增加一步运算，但灵活性大为提高。 2. 限速 （限制变化率） 滤波程序流程图 §5.２数字滤波处理 第五章 控制系统应用程序设计 四、限幅滤波 ym＝y(k)－y(k-1) 程序判断滤波程序 Ym求补 Y(k-1)＝y(k) Ym≥0 ？ |Ym|≥Y ？ 返回 y y N N §5.２数字滤波处理 第五章 控制系统应用程序设计 * * 沈阳建筑大学 信息与控制工程学院 马斌 计算机控制技术 第五章 控制系统应用程序设计 计算机控制系统中，除硬件设备之外，还必须有相应的软件来支持。软件系统包括两大部分：系统软件和应用软件。 系统软件主要是实时操作系统，各种语言的编译程序、汇编程序等。 应用软件是面向具体的生产过程，要根据使用场合不同而互异。应用程序基本可分为： ①过程监控程序； ②数据处理程序； ③控制算法及执行机构控制程序； ④故障自诊断程序。 §5.1测量数据预处理 §5.2数字滤波 §5.3数据结构 §5.4控制系统应用程序设计方法 第五章 控制系统应用程序设计 本章介绍控制系统的应用程序设计相关技术问题，有以下内容： 第五章 控制系统应用程序设计 §5.1测量数据预处理 一、线性化处理 二、标度变换 三、越限报警处理 传感器把生产过程的信号转换成电信号，然后用A／D转换器把模拟信号变成数字信号，读入计算机中，完成数据的采集。 它们的数值范围、精度要求各不相同，有些还带有非线性等，使其不能直接用来作控制用。 对于这样得到的数据，一般要进行一些预处理，其中最基本的处理有线性化处理、标度变换和越限报警。 一、 线性化处理 §5.1测量数据预处理 传感器大多具有非线性特征，不便于计算和处理，如热电偶的热电势与温度，孔板流量计与流量等。 由模拟仪表或测量系统来解决相当麻烦，而采用计算机软件的方法来解决就比较容易。 第五章 控制系统应用程序设计 一、 线性化处理 1 计算法： §5.1测量数据预处理 若测量数据与转换信号有明确的数学表达式，且该表达式又便于计算，则可采用计算法。 测温系统中常使用热电偶，其输出电势E与被测温度T之间是多项式的形式： T＝a4E4＋a3E3＋a2E2＋a1E1＋a0 其中：a0～a4在一定范围内为常数，由生产厂家给出。 为便于计算可改为： T＝{[(a4E＋a3)E＋a2]E＋a1}＋a0 第五章 控制系统应用程序设计 一、 线性化处理 1 计算法： §5.1测量数据预处理 这样就由乘法与加法的运算来完成高次的非线性方程的运算。 其程序框图如右。 置循环次数n＝4 an地址 R0,E R1 n－1＝0？ 计算anE+an-1 an-1 开始 结束 y N 第五章 控制系统应用程序设计 一、 线性化处理 1 计算法： §5.1测量数据预处理 同样对孔板流量计来说，检测气体或液体流量时，差压变送器输出的差压信号ΔP与流量Q之间关系为： 第五章 控制系统应用程序设计 Q＝k√ΔP，也可以同样进行。 其中：k为孔板及被测流体的温度压力有关的系数。 为计算平方根，可采用牛顿迭代法： 设 y＝√ x，x＞0。 则：y(n)＝1/2[y(n-1)＋x/y(n-1)] ＝y(n-1)＋1/2[x/y(n-1)－y(n-1)] 式中：y(n)、y(n-1)为y的第