实测值比较,根据允许的误差大小决定此点的性质和取舍。
设t时刻的检测值为xt,而预测值为,根据一阶差分方程表达式,可求:
f121
xt1xt1xt2
式121说明,t时刻的值可以用t1和t2时刻的检测值来推算。当采样频率的选择符合采样定理时,这种预测方法是有足够精度的。
我们将t时刻的预测值与t时刻的实际测量值xt进行比较,对该实际数据点是否奇异点做出判断。判断准则是,根据采样频率和被测物理量变化特性,
给定一个误差容限或称误差窗口W,看xt和之差是否超出W,若超出则为奇异
点,将xt舍弃而用取而代之。
有时,为确保检测结果的正确性、真实性,还对连续出现的奇异点进行计数,以防系统误差造成的数据平移等假象。比如设定连续三次剔除奇异点时,应舍弃这次数据,重新检测;如多次发生此类现象,则应给出报警信息。
图1222给出了按上述思想、方法剔除奇异点后再求算术平均值的程序流程图。
f图1222剔除奇异点并求平均值流程图
2数字滤波
所谓数字滤波,就是对采样的数据有时是经过剔除奇异点的采样数据用计算机软件的办法进行平滑加工,提高其有用信号,消除或削弱各种干扰及噪声造成的随机误差。
采用数字滤波器较之采用模拟滤波器的优点是肯定的,首先是降低了硬件滤波器件的费用,此外还能克服采用模拟电容器构成滤波器时由于受电容器容量
f的限制难以滤除低频干扰的问题。然而最大的优点该是数字滤波程序种类繁多,可根据实际要求选择不同的滤波方法或改变滤波器的参数,以获得最佳的效果。
通常对变化比较缓慢的参数,例如温度、成分等,可选用程序判断滤波及一阶滞后滤波;对那些变化较快的脉冲参数,如压力、流量等,则宜选用算术平均滤波和加权平均滤波。此外,对测量精度要求较高的系统还可采用复合滤波方法。
但是,任何工具的应用都有其局限性。尽管数字滤波是一种用来消除计算机测控系统中干扰成分的有效工具,但如使用不当,有时反而造成失误。例如在自动调节系统中,不恰当的数字滤波有时会将作为调控依据的偏差值滤掉,从而使系统失去调节功能。因此一定要以仿真实验及现场实验的结果为依据,最后确定所采用的数字滤波环节是否恰当。
下面介绍几种常用的、简便有效的数字滤波方法。
1程序判断滤波法
程序判断滤波的基本思想是根据生产经验事先确定相邻两次采样输入信号可能出现的最大偏差值ΔX;在采样过程中若超出此ΔX,表明属于干扰信号,予以舍弃;若小于ΔX,则表明是正常采样值。
程序判断滤波有r