软件滤波是通过算法处理信号以去除干扰的方法,主要分为以下几类:
一、基础算法类
限幅滤波法(程序判断滤波法) 根据经验设定两次采样的最大允许偏差值A,新值与上次值差值超过A则舍弃,保留上次值。 - 优点:
可抑制偶然脉冲干扰;
缺点:无法消除周期性干扰,平滑度较差。
中位值滤波法 连续采样N次(N为奇数),将采样值排序后取中间值作为有效值。 - 优点:
对温度、液位等缓慢变化的参数滤波效果好;
缺点:对流量、速度等快速变化参数不适用。
移动平均滤波 对连续采样值进行滑动平均运算,N值较大时平滑度提高但灵敏度降低,N值小则反之。 - 优点:
简单易实现;
缺点:运算量大,实时性较差。
二、高级算法类
卡尔曼滤波 递归滤波算法,结合预测值与测量值进行最优估计,广泛应用于目标跟踪和传感器数据处理。 - 特点:
计算复杂度低,能同时处理系统动态变化和噪声。
低通滤波
保留信号低频成分,去除高频噪声,常用于信号预处理。 - 特点: 实现简单,但可能丢失高频有效信息。 三、其他常见方法 高通滤波
带通滤波:允许特定频率范围通过,抑制其他频率信号;
带阻滤波:阻断特定频率范围,保留其余信号。
四、算法选择建议
缓慢变化信号:优先考虑中位值滤波或低通滤波;
快速变化信号:需结合卡尔曼滤波等高级算法;
资源受限系统:限幅滤波法因实现简单且计算量小,适合单片机等设备。
以上方法可根据具体应用场景灵活选择,实际工程中常组合使用以提高滤波效果。