一、滤波器基础知识
低通：全频率信号输入，只有低频能够输出；
高通：全频率信号输入，只有高频能够输出；
带通：全频率信号输入，只有莫一段频率能够输出；
带阻：全频率信号输入，基本全书输出，只有莫一段频率被过滤；
二、常用的滤波器
1、限幅滤波法（又称程序判断滤波法） A、名称：限幅滤波法（又称程序判断滤波法） B、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）， 每次检测到新值时判断： 如果本次值与上次值之差<=A，则本次值有效， 如果本次值与上次值之差>A，则本次值无效，放弃本次值，用上次值代替本次值。 C、优点： 能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰。 D、缺点： 无法抑制那种周期性的干扰。 平滑度差。 --------------------------------------------------------------------------------------- 2、中位值滤波法 A、名称：中位值滤波法 B、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。 C、优点： 能有效克服因偶然因素引起的波动干扰； 对温度、液位的变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果。 D、缺点： 对流量、速度等快速变化的参数不宜。 --------------------------------------------------------------------------------------- 3、算术平均滤波法 A、名称：算术平均滤波法 B、方法： 连续取N个采样值进行算术平均运算： N值较大时：信号平滑度较高，但灵敏度较低； N值较小时：信号平滑度较低，但灵敏度较高； N值的选取：一般流量，N=12；压力：N=4。 C、优点： 适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波； 这种信号的特点是有一个平均值，信号在某一数值范围附近上下波动。 D、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。 --------------------------------------------------------------------------------------- 4、递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法） A、名称：递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法） B、方法： 把连续取得的N个采样值看成一个队列，队列的长度固定为N， 每次采样到一个新数据放入队尾，并扔掉原来队首的一次数据（先进先出原则）， 把队列中的N个数据进行算术平均运算，获得新的滤波结果。 N值的选取：流量，N=12；压力，N=4；液面，N=4-12；温度，N=1-4。 C、优点： 对周期性干扰有良好的抑制作用，平滑度高； 适用于高频振荡的系统。 D、缺点： 灵敏度低，对偶然出现的脉冲性干扰的抑制作用较差； 不易消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差； 不适用于脉冲干扰比较严重的场合； 比较浪费RAM。 --------------------------------------------------------------------------------------- 5、中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法） A、名称：中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法） B、方法： 采一组队列去掉最大值和最小值后取平均值， 相当于“中位值滤波法”+“算术平均滤波法”。 连续采样N个数据，去掉一个最大值和一个最小值， 然后计算N-2个数据的算术平均值。 N值的选取：3-14。 C、优点： 融合了“中位值滤波法”+“算术平均滤波法”两种滤波法的优点。 对于偶然出现的脉冲性干扰，可消除由其所引起的采样值偏差。 对周期干扰有良好的抑制作用。 平滑度高，适于高频振荡的系统。 D、缺点： 计算速度较慢，和算术平均滤波法一样。 比较浪费RAM。 --------------------------------------------------------------------------------------- 6、限幅平均滤波法 A、名称：限幅平均滤波法 B、方法： 相当于“限幅滤波法”+“递推平均滤波法”； 每次采样到的新数据先进行限幅处理， 再送入队列进行递推平均滤波处理。 C、优点： 融合了两种滤波法的优点； 对于偶然出现的脉冲性干扰，可消除由于脉冲干扰所引起的采样值偏差。 D、缺点： 比较浪费RAM。 --------------------------------------------------------------------------------------- 7、一阶滞后滤波法 A、名称：一阶滞后滤波法 B、方法： 取a=0-1，本次滤波结果=(1-a)本次采样值+a上次滤波结果。 C、优点： 对周期性干扰具有良好的抑制作用； 适用于波动频率较高的场合。 D、缺点： 相位滞后，灵敏度低； 滞后程度取决于a值大小； 不能消除滤波频率高于采样频率1/2的干扰信号。 --------------------------------------------------------------------------------------- 8、加权递推平均滤波法 A、名称：加权递推平均滤波法 B、方法： 是对递推平均滤波法的改进，即不同时刻的数据加以不同的权； 通常是，越接近现时刻的数据，权取得越大。 给予新采样值的权系数越大，则灵敏度越高，但信号平滑度越低。 C、优点： 适用于有较大纯滞后时间常数的对象，和采样周期较短的系统。 D、缺点： 对于纯滞后时间常数较小、采样周期较长、变化缓慢的信号； 不能迅速反应系统当前所受干扰的严重程度，滤波效果差。 --------------------------------------------------------------------------------------- 9、消抖滤波法 A、名称：消抖滤波法 B、方法： 设置一个滤波计数器，将每次采样值与当前有效值比较： 如果采样值=当前有效值，则计数器清零； 如果采样值<>当前有效值，则计数器+1，并判断计数器是否>=上限N（溢出）； 如果计数器溢出，则将本次值替换当前有效值，并清计数器。 C、优点： 对于变化缓慢的被测参数有较好的滤波效果； 可避免在临界值附近控制器的反复开/关跳动或显示器上数值抖动。 D、缺点： 对于快速变化的参数不宜； 如果在计数器溢出的那一次采样到的值恰好是干扰值,则会将干扰值当作有效值导入系统。 --------------------------------------------------------------------------------------- 10、限幅消抖滤波法 A、名称：限幅消抖滤波法 B、方法： 相当于“限幅滤波法”+“消抖滤波法”； 先限幅，后消抖。 C、优点： 继承了“限幅”和“消抖”的优点； 改进了“消抖滤波法”中的某些缺陷，避免将干扰值导入系统。 D、缺点： 对于快速变化的参数不宜。 ---------------------------------------------------------------------------------------