X0以最小均方差逼近真实数据X0。根据最小二乘法理论,可求得N2
5时,加权平滑处理公式为:
123
3X212X117X012X13X2
N3
7时,加权平滑处理公式为:
124
2X33X26X17X06X13X22X3
实际中,当对一些快速变化的动态特性进行检测时,一般点数并不宜取得太多,所以较常采用的是5点加权平滑处理。
5比较取舍滤波法
也就是经常听到的“去两头取平均”的方法。其一般形式是:
125
式中,Xi为有序化处理后的采样数据一般Xj1<Xi<Xj1=;
为采样数据点数;
k为每端剔除的奇异点数;为滤波值。在一般工程应用中,取
5k1就可满足绝大多数系统的要求,此时式125可化简为:
126
X2X3X4
X1和X5被认为是奇异点。这种方法能有效地滤除偶然的脉冲干扰。6平滑滤波法
前几种数字滤波法有一个共同特点,即每个采样周期需重复采样多次。这在实时性要求很高的测控系统中使用会有一定的困难。平滑滤波法可避免这一缺
f陷,它采用固定长度设为N的队列,每进行一次新的采集,即将采集结果放入队尾,而扔掉原队首的数据,这样便可对N个“最新数据”计算均值,作为最近一次采样数据值。这种方法的根据是物理量不能突变的原理。
7一阶递推滤波法
前述几种滤波算法基本上属于静态滤波,主要适用于变化过程比较快的参数,如压力、流量等。但对慢速随机变化采用在短时间内求取平均值的方法,其滤波效果欠佳。若采用动态滤波即一阶递推滤波算法,则可提高其滤波效果,其公式为:
127
αX
1α
式中X
为第
次采样值;Y
1和分别为第
1次和第
次采样后滤波结果的
输出值;α为滤波平滑系数,α期。
τ为数字滤波器时间常数,T为采样周
这种一阶递推滤波法实质上是一种利用软件代替硬件RC低通滤波器的算法。
2系统误差的处理
系统误差主要指系统内在的特性误差,包括非线性误差,传感器的分散性、温度特性带来的误差,系统的动态特性引起的误差等。下面分别介绍用软件处理各类系统误差的常用方法。
1查表法
测控系统中有些参数计算繁琐,尤其在使用汇编语言编写测控程序时,用通常的计算法编出程序不仅复杂冗长,难度很大,而且执行时间也长。这种场合,如果采用查表法来实现有关的计算功能,则要方便得多。
所谓查表法是将预先计算或通过测量获得的数据按顺序排列成表格形式存放在ROM中,由查表程序根据被测参数的值通过查表找出相应的结果。
查表程序设计的优劣及所用的检索时间的长短,除取决于表格本身的长短之外,还与表格的排r