1、“.....称为滤波系数,且,为采样周期,为滤波器时间常数。阶惯性滤波器适合于波动比较频繁的工艺参数的滤波,能够较好地消除周期性干扰,但同时它会产生滞后相角,其大小与滤波系数有关。根据惯性滤波器的频率特性,滤波系数越大,带宽就越窄,滤波频率就越低,同时滞后相角也越大,会使系统瞬态响应变慢,稳定裕度越小。因此,需要根据实际情况,选取值,保证干扰信号得到衰减,使滤波后的被测信号没有明显的干扰信号频率纹波,反应又不太迟缓。加权算术平均值滤波算术平均值滤波法平等对待各次采样值,也就是说每个采样值在滤波结果中占得比例相同,滤波结果取每次采样值的然后相加。但有时为了提高滤波效果,需以不同重要程度对待不同的采样值,这就需要引进权的概念。加权算术平均值滤波,就是通过对每个采样值根据其作用不同分配不同的权,然后把各采样值乘以权重,再求和得到滤波结果的种数字滤波方法......”。
2、“.....„为权系数,体现了各个采样值在平均值滤波输出中所占的比例,它们都是常数项,满足关系般情况下,采样次数越靠后,所占比例越大,这体现了新的采样值在滤波输出的比重。权系数的选择比较灵活,可以根据实际情况需要选取。加权算术平均值滤波可以根据需要突出信号的部分,抑制信号的另部分,使用于被控对象的纯滞后时间常数比较大采样周期比较小的场合。在本次数字滤波系统的设计中,由于干扰信号的产生是通过计算机程序随机产生的,其属于在幅值上下波动的对称性干扰,通过以上分析,平均值滤波法对对称性类干扰信号有较好地滤波效果,且算法程序简便易于实现中位值滤波和限幅滤波对脉冲性类干扰有较好地滤波效果,而对对称性干扰滤波效果不好惯性滤波和加权算术平均值滤波的算法程序实现相对比较复杂,且滤波效果没有太大提升。因此,根据以上分析,本次数字滤波系统设计采用算术平均值滤波法来实现。系统设计软件环境介绍数字滤波是种软件程序滤波,因而本次设计的关键是软件程序的设计......”。
3、“.....并且提高仿真结果的可靠准确性。本次数字滤波系统的设计采用的是编程软件,是运用于平台上的可视化集成开发环境,其集程序的界面设计代码编辑编译连接和调试等功能于体,为编程人员提供个方便而又完整的开发界面和许多有效的辅助开发工具。图新建对话框首先,启动软件,在文件下拉菜单里选择新建,然后软件就弹出个新建对话框,如图所示。在新建对话框上选择工程栏,然后在列表中选择项,在对话框右上工程名称栏输入工程名,以及在位置栏输入工程文件的保存地址,然后点击确定按钮,此时弹出应用程序向导对话框。在对话框的创建应用程序类型栏目选择单文档,其他选项均采用系统默认值,点击完成按钮即可。完成了以上操作后,就进入了本次设计的界面环境,如图所示,而程序设计编写就在建立的工程文件的栏目下的系统函数程序下进行,其中右边的对话框为编程窗口,下面的对话框为调试窗口......”。
4、“.....而整个系统功能的实现是通过各模块各自功能实现以及它们之间的相互配合共同来完成的。系统总体流程设计数字滤波系统总体程序流程图如图所示。图数字滤波系统总体程序流程图开始设定干扰信号的峰值,设定坐标轴原点坐标,产生个正弦信号源信号的波形显示正弦信号与随机信号叠加得到源信号产生个随机信号设定单周期采样点数,采样周期数波形上的坐标轴建立和显示滤波后的信号波形显示对采样值求平均值滤波对源信号进行采样结束模块程序设计源信号产生模块源信号产生模块的功能就是产生个待处理的带干扰的源信号,由于计算机只能对离散化数据进行处理,所以计算机不能产生真正的连续信号,但计算机处理离散数据的时间间隔极短,而我们通常的采样周期跟这个时间比起来是相当大的,因而我们可以把这些离散点看成是连续的。所以,我们可以取系列时间间隔极短的离散点画轴坐标箭头对于坐标单位的显示实质上就是利用函数在坐标箭头处显示串字符串的过程,由下面四天语句即可完成......”。
5、“.....得到仿真输出波形,预处理信号波形如图所示,滤波处理后信号波形如图所示。图预处理信号波形图滤波处理后信号波形通过仿真输出波形分析,经平均值滤波法滤波后的信号波形相对于源信号已经相当接近于正弦信号了。由于程序中产生的干扰是由随机数函数产生的,也就是说程序每执行次,产生的干扰都不同,但经过程序多次的运行仿真所得到的滤波处理后的信号波形大体变化不大,均相对比较接近正弦信号,这证明平均值滤波法对于这类干扰有较好的滤波效果,与我们理论分析平均值滤波法对在数值上下波动的对称性类干扰有较好地滤波效果相吻合。图改变值后预处理信号波形图改变值后滤波处理后信号波形现改变程序中的采样周期数值,令时,通过多次执行程序观看输出波形,并随机抽取组输出波形,如图和图。现将其与时的波形对比,可以得到个结论,当越大,平均值滤波得到的滤波结果越接近真实值,得到的波形越平滑,这与理论分析是致的。当时,多次执行程序观看结果,滤波效果明显比时好很多,然而当继续增加为时,同样仿真观察结果......”。
6、“.....这说明当采样次数越大,滤波后信号波形变化得越不明显,滤波效果变化越微小。设计心得体会通过本次计算机控制技术课程设计,我更深入的掌握了在计算机控制技术理论课上学习到的各种基本控制理论,同时学习了很多课堂上没有涉及的知识,锻炼了我多方面的能力,以下是我本次设计的具体体会。通过理论联系实际的真实设计,我更加深入的了解了各种数字滤波技术的工作原理,掌握了对于不同的噪音干扰信号来选取具体的数字滤波技术的方法,同时学会了几种基本滤波技术算法程序的编写。通过本次设计的程序编写,我复习了以前学习的语言程序,同时我更了解了门对我来说全新的语言程序语言,初步了解了面向对象程序语言的工作方式。而本次设计采用了编程软件来编程,这对我来说是极具挑战性的。在以前基本没有学习的情况下,我通过大量的查阅资料以及热心同学的帮助,我初步了解了的基本编程技巧,知道使用中的帮助来帮我们解答应用时出现的问题。同时,通过本次设计,我真真切切的学会了中的几个画图函数,如函数......”。
7、“.....通过对程序执行仿真结果分析,我更加深刻地理解到采样次数对于平均值滤波法效果的影响,采样次数愈大,滤波效果越好,但滤波效果变好明显程度越小。同时,通过这些分析提高了我读图分析能力以及综合表述结论观点的能力。我还通过本次设计锻炼了我思考和动手解决计算机控制系统实际问题的能力。面对个新问题,该如何去思考,如何去解决,这都是我所收获的。参考文献张艳兵,王忠庆,鲜浩编著,计算机控制技术北京国防工业出版社,于海生编著,微型计算机控制技术北京清华大学出版社,杨进才,沈显君,刘蓉编著,语言程序设计教程北京清华大学出版社,夏云龙编著,最新使用手册北京电子工业出版社,黄迪明,许家珆,胡德昆编著,语言程序设计成都电子科技大学出版社,附录平均值数字滤波系统设计源程序......”。
8、“.....预处理信号的采样初始化滤波后信号保存单元次采样求和求平均值得处理结果对采样数据求平均值滤波并保存结果建立画笔画轴直线画轴直线标注轴坐标值标注轴坐标值建立画笔画轴坐标箭头画轴坐标箭头标注轴坐标单位标注轴坐标单位坐标轴的绘画摘要本次数字滤波器的设计采用的是平均值数字滤波法,其主要针对对称性波动干扰信号滤波有较好效果,系统主要完成的任务包括,带干扰源信号的产生,信号采样,信号滤波处理,滤波前后信号波形显示以及波形坐标轴显示几个方面,因而整个系统设计就大体分为这几个模块。整个系统设计采用纯软件仿真,不需要设计硬件,因而整个设计过程均在软件环境下完成。本次设计采用的软件是由公司开发的软件,整个设计的函数均在的系统函数调用下执行,而基本的显示界面不需要自己编写......”。
9、“.....加深学生对计算机控制技术这门课程基础知识和基本理论的理解和掌握,尤其是加深对数字滤波这知识点的掌握,培养学生综合运用所学知识的能力,使之在理论分析设计计算制图运用标准和规范查阅设计手册与资料以及计算机应用编程能力等方面得到提高,促进学生养成严谨求实的科学态度。在工业过程控制系统中,被控对象所处的环境通常比较恶劣,常常存在各种干扰源,由传感器检测到的模拟输入信号中不可避免的包含种种干扰,这些干扰往往都影响系统的稳定运行。为了准确地测量和控制,必须消除被测信号中的干扰,这通常是由各种滤波技术来完成的,而数字滤波就是其中的种。数字滤波就是对被测信号进行多次采样,然后通过定的计算和判断程序,对采样值进行平滑加工......”。
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