干货满满,PLC模拟输入滤波的十种方法详细介绍

知识城邦 wuhanyi 3年前 (2023-02-16) 234次浏览 0个评论 扫描二维码

1.限制过滤方法(也称程序判断过滤方法)

一、方法:

根据经验判断,确定两次取样的最大允许偏差值(设为A)

每次检测到新值时,判断为:

如果当前值和上一个值之间的差

如果当前值与上一个值之差> A,则当前值无效,当前值被丢弃并被上一个值替换。

干货满满,PLC模拟输入滤波的十种方法详细介绍

B.优势:

能有效克服偶然因素造成的脉冲干扰。

c、缺点

无法抑制周期性干扰。

平滑度差异

 

2.中值滤波方法

一、方法:

连续采样n次(n为奇数)

根据大小排列n个采样值。

取中间值为当前有效值。

B.优势:

能有效克服偶然因素造成的波动干扰。

对于温度和液位变化缓慢的被测参数具有良好的滤波效果。

C.缺点:

不适合流量、速度等参数快速变化的场合。

 

3.算术平均滤波法

一、方法:

取n个连续采样值进行算术平均运算。

当n值较大时,信号平滑度较高,但灵敏度较低。

当n的值小时,信号平滑度低,但是灵敏度高。

n的选择:一般流程,n = 12压力:N=4

B.优势:

适用于滤除随机干扰的信号。

这样的信号以平均值为特征,信号围绕某个数值范围上下波动。

C.缺点:

不适用于测量速度慢或数据计算速度快的实时控制。

比较浪费的内存

 

4.递归平均滤波方法(也称为移动平均滤波方法)

一、方法:

将n个连续的采样值作为一个队列

队列的长度固定为n。

每次采样一个新数据,把它放在队列的末尾,把原来在队列头的数据丢掉。(先进先出原则)

通过算术平均队列中的n个数据,可以获得新的滤波结果。

n的选择:流量,n = 12压力:n = 4;液位,n = 4 ~ 12温度,N=1~4

B.优势:

对周期性干扰抑制效果好,平滑度高。

适用于高频振荡的系统

C.缺点:

低灵敏度

对偶发性脉冲干扰的抑制效果较差。

脉冲干扰造成的采样值偏差很难消除。

不适用于脉冲干扰严重的场合。

比较浪费的内存

 

5.中值平均滤波法(也称抗脉冲干扰平均滤波法)

一、方法:

相当于“中值滤波法”+“算术平均滤波法”

连续采样n个数据,去除最大值和最小值。

然后计算N-2个数据的算术平均值。

n值的选择:3~14

B.优势:

结合了两种滤波方法的优点

对于偶然的脉冲干扰,可以消除脉冲干扰引起的采样值偏差。

C.缺点:

测量速度慢,就像算术平均滤波法一样。

比较浪费的内存

 

6.极限平均滤波法。

一、方法:

相当于“极限滤波法”+“递归平均滤波法”

每当采样的新数据被限幅时,

然后发送到队列进行递归平均过滤。

B.优势:

结合了两种滤波方法的优点

对于偶然的脉冲干扰,可以消除脉冲干扰引起的采样值偏差。

C.缺点:

比较浪费的内存

 

7.一阶滞后滤波方法

一、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

B.优势:

对周期性干扰有很好的抑制作用。

适用于波动频率较高的场合。

C.缺点:

相位滞后,低灵敏度

滞后的程度取决于a的值。

滤波频率高于采样频率1/2的干扰信号无法消除。

 

8.加权递归平均滤波方法

一、方法:

它是对递归平均滤波方法的改进,即对不同时刻的数据赋予不同的权重。

通常,你越接近当前数据,你的功率增益越大。

赋予新采样值的权重系数越大,灵敏度越高,但信号平滑度越低。

B.优势:

适用于纯滞后时间常数大的对象。

并且采样周期短。

C.缺点:

对于纯滞后时间常数小、采样周期长、变化慢的信号

不能快速反映系统当前的干扰严重程度,滤波效果差。

 

9.抗抖振滤波方法

一、方法:

设置过滤器计数器。

将每个采样值与当前有效值进行比较:

如果采样值=当前有效值,计数器清零。

如果采样值当前有效,则计数器为+1,并且判断计数器是否> =上限N(溢出)

如果计数器溢出,用当前值替换当前有效值,并清除计数器。

B.优势:

对于变化缓慢的被测参数具有良好的滤波效果,

可以避免控制器的重复开/关跳跃或者显示器上的数值在临界值附近的抖动。

C.缺点:

不适合快速变化的参数。

如果计数器溢出时的采样值恰好是干扰值,则干扰值将作为有效值导入系统。

 

10.限幅和抖振滤波方法

一、方法:

相当于“削波滤波法”+“抖振滤波法”

先放大,再消除抖动。

B.优势:

继承了“剪辑”和“喋喋不休”的优点

对“抖振滤波法”中的一些缺陷进行了改进,以避免在系统中引入干扰值。

C.缺点:

不适合快速变化的参数。

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