微型计算机控制技术教案1719.ppt

第七单元（1） 微型机控制系统的数据处理方法及程序设计 —————— 数据滤波技术 佟春生 2010年11月09日（星期二） am8:00~9:50 数据处理 进行数字滤波和处理的必要性 存在外部干扰 采样系统多次转换信号会掺杂噪声 直接测得数据可能不可用 数字滤波 在计算机中利用某种计算方法对原始输入数据进行数学处理，去掉原始数据中掺杂的噪声数据，提高信号的真实性，获得最具有代表性的数据集合。 数据处理 通过数字滤波得到比较真实的被测参数，有时不能直接使用，还需要做某些处理，如线性化、校正运算、标度变换等。 数据处理 数据处理离不开数值计算，而最基本的数值计算就是四则运算。 由于控制系统中遇到的现场环境不同，采集的数据种类与数值范围不同，精度要求也不一样，各种数据的输入方法及表示也各不相同。 为了满足不同系统的需要，设计出了许许多多有效的数据处理技术方法，如预处理、数字滤波、标度变换、查表和越限报警等。 数字滤波技术 滤波: 就是从所要测量的信号中除去干扰信号的过程。 数字滤波: 它是利用一定的计算程序减少干扰在有用信号中的比重，消除随机误差，同时对信号进行必要的平滑处理，以保证系统的正常运行，所以是一种程序滤波或软件滤波 。 数字滤波技术 数字滤波的优点： （1）数字滤波是用程序实现的，不需要增加硬件设备， 可以多个通道“共用”一个滤波程序，各回路间不存 在阻抗匹配等问题。而且可靠性高、稳定性好、还 可以节约投资； （2）数字滤波能对频率很低的信号（如0.01Hz）实现滤 波，而模拟滤波时，则受电容容量限制而无法实现； （3）要改变滤波方法只需修改滤波程序，因而灵活方便。 数字滤波技术 1. 克服大脉冲干扰的数字滤波法(非线性法） 克服由系统外部环境偶然因素引起的突变性扰动或系统内部不稳定引起误码等造成的尖脉冲干扰，通常采用简单的非线性滤波法。 滤除脉冲干扰是系统数据处理的第一步 1. 克服大脉冲干扰的数字滤波法 1.1 程序判断滤波 基本思路： 根据现场经验或生产工艺机理的分析，确定出两次采样输入信号之间可能出现的最大偏差ΔX。 若超过ΔX，则表明该次输入信号受到严重干扰，应该去掉；反之，该次采样信号有效。 1. 克服大脉冲干扰的数字滤波法 ——程序判断滤波 程序判断滤波，根据处理方法不同，可分为两种 ： 限幅滤波 算法算式 ： 算式的含义： 若本次采样值 与上次采样值 之差绝对值小于等于最大允许偏差 ，则取本次采样值为滤波器输出，否则认为是干扰造成的，把上次采样值 作为本次滤波器输出。 1. 克服大脉冲干扰的数字滤波法 ——程序判断滤波 限速滤波： 三次采样值 算法算式 ： ，是指本次采样值与上次采样值之差； ，重新采样后的采样值与本次采样值之差 。 算式的含义： 若 ，则本次采样 有效，取 为滤波器输出；否则再重新采样一次，得到新采样值 ，