几种常用的数字滤波器

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1、限幅滤波法（又称程序判断滤波法）
. Z7 D) O7 _, Z! f: `3 W0 r, y6 ]A、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）
7 N. U: R: Z$ Q0 B! i% v. 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
/ [* V; U6 `( N4 i7 _7 Z1 EB、优点：
能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰
C、缺点
6 G* k8 R8 h0 Y! \5 j/ U+ ?无法抑制那种周期性的干扰
平滑度差

2、中位值滤波法
" y. Q) _5 h2 z% G/ i2 m! p. jA、方法：
连续采样N次（N取奇数）
把N次采样值按大小排列
: N; ^4 k' w& z" c8 w9 W7 i取中间值为本次有效值
3 `/ Z4 c% I- h; l: SB、优点：
' p+ p1 d& I* s2 i5 }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
1 T# R: p0 ~+ w5 Y0 mC、缺点：
对流量、速度等快速变化的参数不宜
: W  F! q$ [) a; [9 ^# B. v9 r
" N" k. i7 F; S) O0 z4 n0 |. y3、算术平均滤波法
A、方法：
. t5 l9 A  I7 S/ J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
# t' j8 @* `' Q% w* cN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
B、优点：
* D" _& x# `5 f适用于对一般具有随机干扰的信号进行滤波
这样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
$ u/ u  [: f( DC、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
; L( A& G* G- [/ V) a0 e3 q
4、递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法）
A、方法：
1 j9 ?9 V* Z& J: u1 _  H把连续取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,就可获得新的滤波结果
N值的选取：流量，N=12；压力：N=4；液面，N=4~12；温度，N=1~4
B、优点：
$ b' y/ V1 v5 k0 N对周期性干扰有良好的抑制作用，平滑度高
; b; ^- f, {$ v  [8 a' t$ O# ]适用于高频振荡的系统
C、缺点：
* w8 ]+ W. F9 e) W  q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
5 i# I  ~) t) z+ ]  Y$ ~$ ^# G不适用于脉冲干扰比较严重的场合
, W$ ^" Y! |- m" C* O比较浪费RAM

4 {/ d$ t6 V! c2 q3 z5、中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法）
A、方法：
5 X6 v* h6 q2 B. }8 n, {相当于“中位值滤波法”+“算术平均滤波法”
" v' d) k' `9 @' B1 W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
! f# ~8 S3 f2 o$ a4 m/ MB、优点：
4 c9 v/ Q# K1 K- X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
C、缺点：
测量速度较慢，和算术平均滤波法一样
比较浪费RAM

; X" }2 [* Z; j! K+ S$ `; f


/ k' f0 x/ F  }$ |
6、限幅平均滤波法
A、方法：
相当于“限幅滤波法”+“递推平均滤波法”
8 f5 g4 ^, X0 ?' c: p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
B、优点：
融合了两种滤波法的优点
. v, P$ w, }8 [' t  a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
' [- y* r) f% p/ j# aC、缺点：
比较浪费RAM

! I& [/ F+ Y) g; w- f7 J7、一阶滞后滤波法
A、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
. B3 j. r7 v, [& JB、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
$ |$ X, l. h3 z* o7 kC、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的1/2的干扰信号
1 ~8 F( m$ b! V4 ]: @
8、加权递推平均滤波法
; A$ S8 d+ k4 r. @( mA、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。
7 l- h6 B( J" z( s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
, _% {) H4 N& g- ~4 rB、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
4 q9 N( u% S8 f7 E) P2 KC、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
. m0 I4 j' H- r3 I7 V4 r3 P3 z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
8 Y1 ^8 Y9 z- ^A、方法：
设置一个滤波计数器
1 g# V; D: E+ Y% S6 G+ x- y7 L9 @7 o! l将每次采样值与当前有效值比较：
. q) i; k0 {" x: u+ c& J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
B、优点：
% J. N4 p' z6 e; O对于变化缓慢的被测参数有较好的滤波效果,
( R. T9 o1 A# z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
& r8 E5 G- r/ k5 V9 [* ~2 WC、缺点：
对于快速变化的参数不宜
. @# S( h% E. W* ~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
( G, W2 }) `) S
; V$ K" a% K9 a# \
10、限幅消抖滤波法
$ f+ d0 d7 p3 S. V8 k4 M1 j& FA、方法：
8 Q6 `- `) c9 F. O+ |9 d& t相当于“限幅滤波法”+“消抖滤波法”
先限幅,后消抖
: P$ m9 f7 k0 S0 v1 @- q) ZB、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