在计算机控制系统中,消除滤波通常涉及到数字滤波的方法,因为它们是通过软件编程来实现的,具有灵活性高和成本低的优势。以下是一些常用的数字滤波方法:
限幅滤波法
方法:根据经验判断确定两次采样允许的最大偏差值(设为A),每次检测到新值时,如果本次值与上次值之差大于A,则本次值无效,放弃本次值,用上次值代替本次值。
优点:能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰。
缺点:无法抑制周期性干扰,平滑度差。
中位值滤波法
方法:连续采样N次(N取奇数),把N次采样值按大小排列,取中间值为本次有效值。
优点:能有效克服因偶然因素引起的波动干扰,适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波。
缺点:对于测量速度较慢或要求数据计算速度较快的实时控制不适用,比较浪费RAM。
递推平均滤波法
方法:连续采样N次,每次采样后计算所有采样值的平均值作为本次有效值。
优点:对周期性干扰和非周期性干扰都有较好的抑制作用,且计算简单。
缺点:对突发干扰的抑制效果较差。
加权平均滤波法
方法:根据各次采样值的重要性赋予不同的权重,然后计算加权平均值作为本次有效值。
优点:对周期性干扰和非周期性干扰都有较好的抑制作用,且可以根据不同情况调整权重,灵活性较高。
缺点:需要较复杂的计算,且权重选择对结果影响较大。
惯性滤波法
方法:引入一个惯性因子,使滤波器在短时间内对突变信号不敏感,而在较长时间内对信号的平滑处理作用明显。
优点:对周期性干扰和非周期性干扰都有较好的抑制作用,且能兼顾信号的实时性和平滑性。
缺点:需要较复杂的计算,且惯性因子选择对结果影响较大。
建议
选择合适的滤波方法需要根据实际应用场景和控制要求来决定。对于对实时性要求较高且干扰较简单的系统,可以选择限幅滤波法或中位值滤波法。对于对滤波效果要求较高且干扰较复杂的系统,可以选择递推平均滤波法、加权平均滤波法或惯性滤波法。同时,还可以考虑结合多种滤波方法,以进一步提高系统的抗干扰能力和稳定性。