採樣不穩定，我該怎麼處理！真是頭大
在過程控制中，我們經常會遇到模擬量採集的問題，當出現波動，採樣不穩定的時候，我們應該怎麼處理呢。下面介紹幾種工程師們常用的幾種處理方式。
1、限幅濾波法-------------------------------
限幅濾波法
A、方法：
根據經驗判斷，確定兩次採樣允許的最大偏差值（設為A）
每次檢測到新值時判斷：
如果本次值與上次值之差<=A,則本次值有效
如果本次值與上次值之差>A,則本次值無效,放棄本次值,用上次值代替本次值
B、優點：
能有效克服因偶然因素引起的脈衝干擾
C、缺點
無法抑制那種週期性的干擾，平滑度差
2、中位值濾波法 --------------------------------------
A、方法： 連續採樣N次（N取奇數） 把N次採樣值按大小排列 取中間值為本次有效值
B、優點： 能有效克服因偶然因素引起的波動干擾 對溫度、液位的變化緩慢的被測參數有良好的濾波效果
C、缺點： 對流量、速度等快速變化的參數不宜
3、算術平均濾波法----------------------
A、方法： 連續取N個採樣值進行算術平均運算 N值較大時：信號平滑度較高，但靈敏度較低 N值較小時：信號平滑度較低，但靈敏度較高 N值的選取：一般流量，N=12；壓力：N=4
B、優點： 適用於對一般具有隨機干擾的信號進行濾波 這樣信號的特點是有一個平均值，信號在某一數值範圍附近上下波動
C、缺點： 對於測量速度較慢或要求數據計算速度較快的實時控制不適用 比較浪費RAM
4、遞推平均濾波法（又稱滑動平均濾波法）---------------------------------
A、方法： 把連續取N個採樣值看成一個隊列 隊列的長度固定為N 每次採樣到一個新數據放入隊尾,並扔掉原來隊首的一次數據.(先進先出原則) 把隊列中的N個數據進行算術平均運算,就可獲得新的濾波結果 N值的選取：流量，N=12；壓力：N=4；液麵，N=4~12；溫度，N=1~4
B、優點： 對週期性干擾有良好的抑制作用，平滑度高 適用於高頻振盪的系統
C、缺點： 靈敏度低 對偶然出現的脈衝性干擾的抑制作用較差 不易消除由於脈衝干擾所引起的採樣值偏差 不適用於脈衝干擾比較嚴重的場合 比較浪費RAM
5、中位值平均濾波法--------------------------------------
A、方法： 相當於“中位值濾波法”+“算術平均濾波法” 連續採樣N個數據，去掉一個最大值和一個最小值 然後計算N-2個數據的算術平均值 N值的選取：3~14
B、優點： 融合了兩種濾波法的優點 對於偶然出現的脈衝性干擾，可消除由於脈衝干擾所引起的採樣值偏差
C、缺點： 測量速度較慢，和算術平均濾波法一樣 比較浪費RAM
5、中位值平均濾波法（又稱防脈衝干擾平均濾波法）
A、方法： 相當於“中位值濾波法”+“算術平均濾波法” 連續採樣N個數據，去掉一個最大值和一個最小值 然後計算N-2個數據的算術平均值 N值的選取：3~14
B、優點： 融合了兩種濾波法的優點 對於偶然出現的脈衝性干擾，可消除由於脈衝干擾所引起的採樣值偏差
C、缺點： 測量速度較慢，和算術平均濾波法一樣 比較浪費RAM
6、限幅平均濾波法 -------------------------------------------------
A、方法： 相當於“限幅濾波法”+“遞推平均濾波法” 每次採樣到的新數據先進行限幅處理， 再送入隊列進行遞推平均濾波處理
B、優點： 融合了兩種濾波法的優點 對於偶然出現的脈衝性干擾，可消除由於脈衝干擾所引起的採樣值偏差
C、缺點： 比較浪費RAM
7、一階滯後濾波法 ----------------------------------
A、方法： 取a=0~1 本次濾波結果=（1-a）*本次採樣值+a*上次濾波結果
B、優點： 對週期性干擾具有良好的抑制作用 適用於波動頻率較高的場合
C、缺點： 相位滯後，靈敏度低 滯後程度取決於a值大小 不能消除濾波頻率高於採樣頻率的1/2的干擾信號
8、加權遞推平均濾波法 ------------------------------------------
A、方法： 是對遞推平均濾波法的改進，即不同時刻的數據加以不同的權 通常是，越接近現時刻的數據，權取得越大。 給予新採樣值的權係數越大，則靈敏度越高，但信號平滑度越低
B、優點： 適用於有較大純滯後時間常數的對象 和採樣週期較短的系統
C、缺點： 對於純滯後時間常數較小，採樣週期較長，變化緩慢的信號 不能迅速反應系統當前所受干擾的嚴重程度，濾波效果差
9、消抖濾波法 -----------------------------------------
A、方法： 設置一個濾波計數器 將每次採樣值與當前有效值比較： 如果採樣值＝當前有效值，則計數器清零 如果採樣值<>當前有效值，則計數器+1，並判斷計數器是否>=上限N(溢出) 如果計數器溢出,則將本次值替換當前有效值,並清計數器
B、優點： 對於變化緩慢的被測參數有較好的濾波效果, 可避免在臨界值附近控制器的反覆開/關跳動或顯示器上數值抖動
C、缺點： 對於快速變化的參數不宜 如果在計數器溢出的那一次採樣到的值恰好是干擾值,則會將干擾值當作有效值導 入系統
10、限幅消抖濾波法----------------------------------
A、方法： 相當於“限幅濾波法”+“消抖濾波法” 先限幅,後消抖
B、優點： 繼承了“限幅”和“消抖”的優點 改進了“消抖濾波法”中的某些缺陷,避免將干擾值導入系統
C、缺點： 對於快速變化的參數不宜
總結：沒有最好的控制方式，只有最適合的控制方法。
現場奔波勞苦，殊為不易，祝各位工程師們，調試順順利利。
寫在最後：
感謝各位讀者花了這麼長的時間閱讀文章，希望有所。
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