采样数据的预处理 (2).pptVIP

8.4去除或提取采样数据的趋势项所谓最小二乘法，就是寻找这样一个函数使得函数与的误差平方和为最小，即用去逼近或拟合。一般可用一个多项式来表示。如果采集到的数据是离散化的数据，可表示为，其中k为采样点序号，N为采样点数。为简化起见，令采样间隔Ts=1s。则拟合数据的M次多项式可表示为**第29页，共60页，星期日，2025年，2月5日8.4去除或提取采样数据的趋势项则趋势项为**第30页，共60页，星期日，2025年，2月5日8.4去除或提取采样数据的趋势项设采集到一个数据序列，它是由一个直线斜升分量和一个正弦分量叠加而成。通过上述程序处理，就可以把直线斜升分量提取出来。原信号中包含的真实斜升分量和经处理以后提取的斜升分量的对比关系如图所示。**第31页，共60页，星期日，2025年，2月5日8.5采样数据的平滑处理一般来说，数据采集系统采集到的数据中，往往叠加有噪声。噪声有两大类：一类为周期性的，另一类为不规则的。数据平滑处理的原则是：通过数据平滑处理，既要消弱干扰成分，又要保持原有曲线的变化特性。**第32页，共60页，星期日，2025年，2月5日1.平均法-简单平均法又称为2N+1点的简单平均。当N=1时为3点简单平均，当N=2时为5点简单平均**第33页，共60页，星期日，2025年，2月5日1.平均法-加权平均法又称为2N+1点的简单平均。当N=1时为3点简单平均，当N=2时为5点简单平均例2求五点加权平均（N=2）解可取**第34页，共60页，星期日，2025年，2月5日1.平均法-直线滑动平均法对自变量x按等间隔采样，采集的离散数据如下：**第35页，共60页，星期日，2025年，2月5日1.平均法-直线滑动平均法三点滑动平均五点滑动平均**第36页，共60页，星期日，2025年，2月5日2.五点三次平滑法对按等间隔采样，采集的离散数据如下：设h为等间隔采样的步长，做变换则上述2N+1个等间隔点变为**第37页，共60页，星期日，2025年，2月5日2.五点三次平滑法假设用m次多项式将所有点代入上式，有2N+1个等式：**第38页，共60页，星期日，2025年，2月5日2.五点三次平滑法根据最小二乘法原理，对于（2N+1）组数据，求其最好的系数值,就是求能使误差Ri的平方和为最小值的那些值。要使上式达到最小值。则**第39页，共60页，星期日，2025年，2月5日2.五点三次平滑法当N=2，m=3时，并注意N与ti的关系，则有由正规方程式解出，得五点三次平滑公式：**第40页，共60页，星期日，2025年，2月5日8.6非线性特性补偿方法非线性补偿法通过在测量系统中引入非线性补偿环节，使系统的总输出特性呈线性。有点：可以获得较宽的测量范围和较高的测量精度；在整个量程范围内具有相同的灵敏度，使输出信号的后继处理简单；另外还可以使显示仪表获得均匀的指示刻度，易于制作，互换性好，调试方便，且读数误差小。造成非线性的原因主要有两个方面：一是由于许多传感器的转换原理并非线性；二是由于所采用的测量电路的非线性。目前常用的非线性补偿法可分为两类：一类是模拟非线性补偿法，另一类是数字非线性补偿法。**第41页，共60页，星期日，2025年，2月5日8.6.1模拟非线性补偿法1．开环式非线性补偿法开环式非线性补偿法是将非线性补偿环节串接在系统的模拟量处理环节中，实现非线性补偿目的。**第42页，共60页，星期日，2025年，2月5日采样数据的预处理第1页，共60页，星期日，2025年，2月5日采样数据的标度变换各种物理量有不同的单位和数值。这些物理量经过A／D转换后变成一系列数字量．且数字量的变化范围是由A／D转换器的位数决定的。**第2页，共60页，星期日，2025年，2月5日**第3页，共60页，星期日，2025年，2月5日一、线性参数的标度变换当被测物理量与传感器或仪表的输出之间呈线性关系时，采用线性变换。变换公式为式中：Y0—被测量量程的下限； Ym—被测量量程的上限； Y—标度变换后的数值； N0—Y0对应的A/D转换后的数字量；Nm—Ym对应的A/D转换后的数字量；X—Y所对应的A/D转换后的数字量；**第4页，共60页，星期日，2025年，2月