面向连续转角信号的平滑数字滤波方法
【专利摘要】本发明公开了一种面向连续转角信号的平滑数字滤波方法，其实施步骤为：首先将所述当前时刻的输入值的绝对值、上一时刻的输出值的绝对值求和得到的求和值是否大于180度以及当前时刻的输入值、上一时刻的输入值之间符号相反是否同时成立进行判断，如果成立则依次对当前时刻的输入值、上一时刻的输入值进行判断纠正处理，否则对上一时刻的输出值进行判断纠正处理；根据上一时刻的输入值输出值对当前时刻的输入值进行滤波，最后对滤波结构进行判断纠正处理。本发明能够适应连续转角信号中的不连续性问题，所有操作均可以直接通过软件实现，具有针对连续角度信号滤波输出准确平稳无跳跃、实现简单、成本低的优点。
【专利说明】面向连续转角信号的平滑数字滤波方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及伺服控制信号的滤波处理【技术领域】，具体涉及一种面向连续转角信号的平滑数字滤波方法。
【背景技术】
[0002]数字滤波器的功能是对输入的离散信号的数字代码进行运算处理，以达到改变信号频谱的目的，具有高精度、高可靠性；可程控改变特性或复用、便于集成等优点，在语音信号处理、图像信号处理、医学生物信号处理、伺服控制信号处理等【技术领域】。数字滤波器一般有低通、高通和带通等类型。角度控制是常见的伺服控制形式之一。控制系统接收角度命令，驱动对象定位于给定角度上。当角度命令和角度传感器信号受干扰时，命令信号可能出现较大噪声；当命令信号突变时，可能形成很大的阶跃信号，对系统产生较大冲击。为了避免上述情况，数字控制系统一般需要对命令信号和角度传感器信号进行数字低通滤波，抑制信号噪声、平滑信号的跳跃性。在系统连续回转时，角度命令和角度传感器均会在0/360或180/-180处出现信号上的跳变。尽管物理运动是连续的，但信号在数值上是不连续的，直接采用数字滤波器会得出错误的结果。
[0003]对于一般的一阶低通滤波器，在连续域内可以描述为式(I)。
【权利要求】
1.一种面向连续转角信号的平滑数字滤波方法，其特征在于实施步骤如下: O定时获取待滤波处理的输入值，针对每一个当前时刻的输入值跳转执行步骤2)； 2)将所述当前时刻的输入值的绝对值、上一时刻的输出值的绝对值求和得到求和值，判断所述求和值是否大于180度以及当前时刻的输入值、上一时刻的输入值之间符号相反是否同时成立，如果同时成立则跳转执行步骤3);否则记录当前时刻的输入值，并跳转执行步骤8)； 3)判断所述当前时刻的输入值是否大于0，如果大于O则将所述当前时刻的输入值在原值的基础上减去360度，否则将所述当前时刻的输入值在原值的基础上加上360度； 4)判断所述当前时刻的输入值小于O以及上一时刻的输入值大于O是否同时成立，如果同时成立则将上一时刻的输入值在原值的基础上减去360度； 5)记录当前时刻的输入值，判断所述当前时刻的输入值大于O以及上一时刻的输入值小于O是否同时成立，如果同时成立则将上一时刻的输入值在原值的基础上加上360度； 6)判断所述当前时刻的输入值小于O以及上一时刻的输出值大于O是否同时成立，如果同时成立则将上一时刻的输出值在原值的基础上加上360度； 7)判断所述当前时刻的输入值大于O以及上一时刻的输出值小于O是否同时成立，如果同时成立则将上一时刻的输出值在原值的基础上加上360度； 8)根据上一时刻的输入值、上一时刻的输出值对当前时刻的输入值进行一阶低通数字滤波得到当前时刻的输出值； 9)判断所述当前时刻的输出值是否大于180度，如果是则将当前时刻的输出值在原值的基础上减去360度； 10)判断所述当前时刻的输出值是否小于-180度，如果是则将当前时刻的输出值在原值的基础上加上360度； 11)将当前时刻的输出值记录并作为滤波结果输出。
2.根据权利要求1所述的面向连续转角信号的平滑数字滤波方法，其特征在于，所述步骤8)中具体是指根据式(6)对当前时刻的输入值进行一阶低通数字滤波； y(k)=_a*y(k_I)+b*u+b*u (k_I)(6) 式(6)中，y(k)表示一阶低通数字滤波得到的当前时刻的输出值，u表示当前时刻的输入值，u(k-l)表不上一时刻的输入值，y (k-1)表不上一时刻的输出值，a和b为滤波参数。
【文档编号】H03H17/02GK103873015SQ201410036099
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2014年1月24日
【发明者】洪华杰, 范世珣, 张智永, 范大鹏, 张连超, 黑墨, 彭永华 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学