一种滤波系统及方法
【专利摘要】本申请提供了一种滤波系统，包括：硬件滤波电路和与该硬件滤波电路相连的处理器，采用本申请提供的滤波系统，首先采用硬件滤波电路对待滤波信号进行第一预设频段信号的低通滤波，减少进入处理器的信号频段，然后该处理器依据第二预设频段信号滤波条件对信号继续进行第二预设频段信号滤波，完成整个滤波过程。在该过程中，由于硬件滤波电路对待滤波信号进行滤波，使得进入处理器的第一滤波信号的频段满足频段较少且较低的要求，只需该处理器对较少频段的信号进行处理即可实现满足精度要求的滤波，整个滤波系统中的数据处理量小，计算使用时间较短，利于后续的分析设备对车体运行状态及时进行分析，满足现场应用的高实时性要求，保证列车运行安全。
【专利说明】一种滤波系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及信号处理领域，更具体的说，是涉及一种滤波系统及方法。
【背景技术】
[0002]列车在运行过程中，由于轨道不平顺等原因，列车车轮会出现的蛇行运动，车轮在轨道中左右晃动，并按照一定的振幅向前运行，图中标示出了蛇行运动的波长λ。随着列车运行速度呈正比的蛇行运动的频率也相应提高，该频率越接近轮对的固有振动频率，越容易出现自激振动的蛇行运行。当列车运行速度达到临界速度时，一旦出现蛇形运动，无论列车速度维持一定还是继续提高，蛇行运动的振幅会逐渐加大，出现横向失稳，车轮边缘和钢轨发生剧烈碰撞，线路和车轮会遭到严重破坏，乘坐舒适度急剧恶化，严重时会发生脱轨的危险。
[0003]因此，如何保障车辆在高速运行状态下的横向运动稳定性，成为影响列车安全运行的重要问题。
[0004]现有技术中，采用检测车体转向架横向振动加速度来进行判断是否出现横向失稳，当该加速度多次达到或超过临界值，则判定列车发生了横向失稳，需采取相应的安全措施。
[0005]然而由于传感器输出的信号为频带很宽、含有大量高次谐波和干扰噪声的复杂信号，信噪比较低，需要对该复杂信号进行滤波处理以提取有效信号。
[0006]现有技术中，一般采用软件滤波，通过构建数字滤波器，实现对传感器输出的信号进行滤波，现有技术中的滤波过程的示意图如图1所示，传感器101检测车体运行信号生成待滤波的信号，数字滤波器102对信号进行滤波处理，并输出至分析设备103进行分析。
[0007]由于软件滤波是通过数值计算实现的，为保证滤波的精度，需要将滤波阶数设置较高，如1024阶。然而，当提高滤波阶数时，软件需要处理的数据量增多，甚至需要海量的计算，导致滤波的时间增长，产生延时，导致后续的分析设备对车体运行状态分析不及时，会对列车运行安全产生影响。
【发明内容】
[0008]有鉴于此，本发明提供了一种滤波系统及方法，解决了现有技术中采用软件滤波导致的数据计算量大导致延时的问题。
[0009]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0010]一种滤波系统，包括:硬件滤波电路和处理器；
[0011]所述硬件滤波电路，用于对待滤波信号进行第一预设频段信号的低通滤波，得到第一滤波信号；
[0012]所述处理器与所述硬件滤波电路相连，用于依据第二预设频段信号滤波条件对所述第一滤波信号进行滤波，得到第二滤波信号并输出。
[0013]上述的系统，优选的，还包括:
[0014]与所述硬件滤波电路相连的采样电路，用于对传感器输出的信号进行采样，得到待滤波信号。
[0015]上述的系统，优选的，还包括:
[0016]与所述处理器相连的后级处理电路，用于依据后续分析设备的输入参数要求对所述第二滤波信号进行处理，得到第三滤波信号，并输出所述第三滤波信号至所述分析设备。
[0017]上述的系统，优选的，还包括:
[0018]分别与所述硬件滤波电路和所述处理器相连的模拟/数字A/D转换模块，用于将所述硬件滤波电路输出的第一滤波信号由模拟形式转换为数字形式，并输出至所述处理器。
[0019]上述的系统，优选的，所述硬件滤波电路为五级七阶的抗混叠滤波器，所述抗混叠滤波器包括:第一级滤波、第二级滤波、第三级滤波、第四级滤波和第五级滤波；
[0020]其中，第一、二、五级滤波为一阶有源低通滤波，第三、四级滤波为二阶有源低通滤波。
[0021]上述的系统，优选的，所述处理器采用数字信号处理器DSP、现场可编程逻辑门阵列FPGA或复杂可编程逻辑器件CPLD。
[0022]上述的系统，优选的，所述数字滤波器软件包括:无限长冲激响应IIR或者有限长冲激响应FIR。
[0023]一种滤波方法，包括:
[0024]硬件滤波电路对待滤波信号进行第一预设频段信号滤波，得到第一滤波信号；
[0025]处理器依据第二预设频段信号滤波条件对所述第一滤波信号进行滤波，得到第二滤波信号并输出。
[0026]上述的方法，优选的，硬件滤波电路对待滤波信号进行第一预设频段信号滤波之前，还包括:
[0027]采样电路对传感器输出的信号进行采样，得到待滤波信号，并将待滤波信号传送至硬件滤波电路。
[0028]上述的方法，优选的，还包括:
[0029]后级处理电路依据后续分析设备的输入参数要求对所述第二滤波信号进行处理，得到第三滤波信号，并输出所述第三滤波信号至所述分析设备。
[0030]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种滤波系统，包括:硬件滤波电路和与该硬件滤波电路相连的处理器，采用本申请提供的滤波系统，首先采用硬件滤波电路对待滤波进行第一预设频段信号的低通滤波，减少进入处理器的信号频段，然后该处理器依据第二预设频段信号滤波条件对信号继续进行第二预设频段信号滤波，完成整个滤波过程。在该过程中，由于硬件滤波电路对待滤波信号进行滤波，使得进入处理器的第一滤波信号的频段满足频段较少且较低的要求，只需该处理器对较少频段的信号进行处理即可实现满足精度要求的滤波，整个滤波系统中的数据处理量小，计算使用时间较短，利于后续的分析设备对车体运行状态及时进行分析，保证列车运行安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0032]图1为现有技术中的滤波过程的示意图；
[0033]图2为本申请提供的一种滤波系统实施例1的结构示意图；
[0034]图3为本申请提供的一种滤波系统实施例1的另一结构示意图；
[0035]图4为本申请提供的一种滤波系统实施例2的结构示意图；
[0036]图5为本申请提供的一种滤波系统实施例3的结构示意图；
[0037]图6为本申请提供的一种滤波系统实施例4的结构示意图；
[0038]图7为本申请提供的一种滤波系统实施例4的中硬件滤波电路的电路图；
[0039]图8为本申请提供的一种滤波方法实施例1的流程图；
[0040]图9为本申请提供的一种滤波方法实施例2的流程图；
[0041 ] 图10为本申请提供的一种滤波方法实施例3的流程图。
【具体实施方式】
[0042]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0043]本申请中涉及的一种滤波系统和方法，用于为列车的信号分析设备提供滤除干扰信号和高次谐波的有效信号。
[0044]如图2所示的本申请提供的一种滤波系统实施例1的结构示意图，该滤波系统包括:硬件滤波电路201和处理器202 ；
[0045]其中，该硬件滤波电路201与处理器202相连。
[0046]所述硬件滤波电路201，用于对待滤波信号进行第一预设频段信号的低通滤波，得到第一滤波信号；
[0047]其中，该第一预设频段为该硬件滤波电路的截止频点，具体的，硬件滤波电路的截止频点可设定为Fp = 50Hz,即该第一预设频段为50Hz频率以上的信号。
[0048]具体的，硬件滤波电路201对待滤波信号中的50Hz频率以上的信号滤除，而O?50Hz频率的信号被保留，该保留下来的O?50Hz频率的信号为第一滤波信号。
[0049]具体的，该硬件滤波电路由运算放大器、电阻、电容等器件构成，单级滤波器对应一个运放所组成的电路，当采用不同电路结构时，可实现单阶、二阶或更高阶数的滤波特性。实际实施中，为达到设定的效果，一般将多级滤波电路级联起来，每级设置不同阶数、带通特性(低通、高通、带通)和截止频点。具体的实现方式在后续的实施例中会做具体解释，本实施例不做详解。
[0050]需要说明的是，该硬件滤波电路滤除待滤波信号中的高频段信号，保留较低频率的信号，以使后续的处理器202通过低阶的数字滤波器软件处理较低频率的信号。
[0051]需要说明的是，硬件滤波电路可以采用不同的级数和阶数，不影响本滤波系统的功能。
[0052]需要说明的是，具体实施中，该硬件电路还可设置有放大功能，当该滤波系统的应用于低信噪比的场合时，可实现提升信号的信噪比，避免在对低信噪比信号处理时出现有效信号的失真情况，以使后续的处理器对信号处理更加精确。
[0053]所述处理器202，用于依据第二预设频段信号滤波条件对所述第一滤波信号进行滤波，得到第二滤波信号并输出。
[0054]其中，处理器202中设置有低阶数字滤波器软件，该数字滤波器软件包括:IIR(Infinite impact Response,无限长冲激响应)或者 FIR(Finite impact Response,有限长冲激响应)。
[0055]其中，该数字滤波器软件的阶数可根据实际实施中滤波的条件进行设定，如512阶；该数字滤波器软件的滤波频段也可根据实际实施中滤波的条件进行设定，如高通、低通或者带通。
[0056]具体的，该处理器对输入的信号进行2?12.6Hz频段信号进行带通滤波，还可对滤波后的信号进行幅值补偿，以使输出的信号幅值满足后续的分析设备的要求。
[0057]具体的，当处理器202接收到硬件滤波电路201输出的第一滤波信号后，其内嵌的数字滤波器软件对该第一滤波信号进行第二预设频段信号的滤波，该第二预设频段与该数字滤波器软件的具体设置对应。
[0058]其中，该第二滤波信号是待滤波信号经过硬件滤波电路201和处理器202分别滤波后，得到的满足精度要求的信号，该信号可输出至分析设备，以分析该信号的特性，得出列车是否发生横向失稳情况。
[0059]具体实施中，该处理器采用DSP(Digital Signal Processor,数字信号处理器)、FPGA (Field Programmable Gate Array,现场可编程逻辑门阵列)或 CPLD (ComplexProgrammable Logic Device复杂可编程逻辑器件)。
[0060]需要说明的是，由于硬件滤波电路将待滤波信号中的高频率信号的滤除，保留较低频率的信号，使得该数字滤波器软件处理较低频率的信号即可，即该数字滤波器软件只需设置为低阶即可，数字滤波器软件的数据处理量小。
[0061]由于软件滤波存在一个受滤波阶数、信号采样率影响的固定延时，而该延时无法通过优化软件代码来缩减，而本申请中该数字滤波器软件只需设置低阶滤波，减少了固定延时时间，提高了滤波的实时性。
[0062]具体的，当采用FIR时，由于该FIR滤波器本身存在固有延时t?N/f，其中N为滤波阶数，f为采样频率，因此，为获得合理延时，需要选择合适的N和f，具体的，可用采样频率为500Hz，将延时控制在Is左右，即可满足现场应用的要求。
[0063]需要说明的是，软件滤波的阶数、采样率等可以调整，本滤波系统的功能不变。
[0064]需要说明的是，本申请中，先采用硬件滤波电路进行高频滤波，然后采用处理器进行低频滤波，但不限定于此，实际实施中，硬件滤波和软件滤波的过程的先后顺序可根据需要进行调换，以实现复合滤波的过程。
[0065]如图3示出的本申请提供的一种滤波系统实施例1的另一结构示意图，该结构中，滤波系统包括:硬件滤波电路301、A/D(Analog-to-digital，模拟/数字)转换模块302和处理器303 ；
[0066]其中，该A/D转换模块302设置于硬件滤波电路301和处理器303之间，用于将所述硬件滤波电路301输出的第一滤波信号由模拟形式转换为数字形式，并输出至所述处理器 303。
[0067]其中，当该硬件滤波电路301输出的第一滤波信号为模拟形式，而该处理器303输入信号要求为数字信号时，该A/D转换模块将该第一滤波信号由模拟形式转换为数字形式。
[0068]需要说明的是，本实施例中提供的滤波系统综合了软件数字滤波和硬件数字滤波的优点，避开了软件数字滤波的缺陷。通过不同参数的配置，在滤波精度和处理的实时性方面取得了均衡，适用于现场环境下的实时控制。
[0069]综上，本实施例提供的一种滤波系统，包括:硬件滤波电路和与该硬件滤波电路相连的处理器，采用本申请提供的滤波系统，首先采用硬件滤波电路对待滤波进行第一预设频段信号的低通滤波，减少进入处理器的信号频段，然后该处理器依据第二预设频段信号滤波条件对信号继续进行第二预设频段信号滤波，完成整个滤波过程。在该过程中，由于硬件滤波电路对待滤波信号进行滤波，使得进入处理器的第一滤波信号的频段满足频段较少的要求，只需该处理器对较少频段的信号进行处理即可实现满足精度要求的滤波，整个滤波系统中的数据处理量小，计算使用时间较短，利于后续的分析设备对车体运行状态及时进行分析，保证列车运行安全。
[0070]如图4示出的本申请提供的一种滤波系统实施例2的结构示意图，该滤波系统包括:采样电路401、硬件滤波电路402、处理器403 ；
[0071]其中，该采样电路401与硬件滤波电路402相连，硬件滤波电路402与处理器403相连。
[0072]其中，硬件滤波电路402和处理器403与实施例1中的相应结构功能一致，本实施例不再赘述。
[0073]采样电路401，用于对传感器输出的信号进行采样，得到待滤波信号。
[0074]其中，传感器检测车体转向架横向振动运动情况，其输出的信号带宽很宽、并且含有大量高次谐波和干扰噪声的复杂信号。
[0075]具体的，采样电路401对该传感器输出的信号进行采样，得到待滤波信号，并将该待滤波信号传送至硬件滤波电路402中，以进行后续的滤波过程。
[0076]需要说明的是，具体实施中，该采样电路不仅能够进行采样，还可对信号进行比例变换等前期处理，以使进入硬件滤波电路的待滤波信号最适应硬件滤波电路的运行条件。
[0077]综上，本实施例提供的一种滤波系统，还包括:采样电路，用于对传感器输出的信号进行采样，得到待滤波信号，并将待滤波信号输出至硬件滤波电路中，以进行后续的滤波过程。
[0078]如图5示出的本申请提供的一种滤波系统实施例3的结构示意图，该滤波系统包括:硬件滤波电路501、处理器502和后级处理电路503 ；
[0079]其中，该硬件滤波电路501与处理器502相连，处理器502与该后级处理电路503相连。
[0080]其中，硬件滤波电路501和处理器502与实施例1中的相应结构功能一致，本实施例不再赘述。
[0081]后级处理电路503，用于依据后续分析设备的输入参数要求对所述第二滤波信号进行处理，得到第三滤波信号，并输出所述第三滤波信号至所述分析设备。
[0082]其中，预先在该后级处理电路503中预设与其相连的后续分析设备的输入参数要求，该输入参数要求可包括:输入信号的波形幅值范围、频率范围等。
[0083]其中，当该处理器输出的第二滤波信号不满足该分析设备的输入参数要求时，该后级处理电路503对该第二滤波信号进行处理得到第三滤波信号，该第三滤波信号满足该后续分析设备的输入参数要求，以使得该分析设备根据满足输入参数要求的第三滤波信号精确分析待滤波信号对应的列车车体转向架的横向振动加速度情况，判断列车是否出现横向失稳情况，避免出现由于第二滤波信号的幅值过小或过大，导致分析设备的分析出现较大误差。
[0084]具体的，当该处理器502输出的第二滤波信号的幅值(或信号强度)不满足分析设备的输入参数要求时，该后级处理电路对该第二滤波信号进行处理，以使其满足分析设备的输入参数要求。
[0085]具体的，该后级处理电路503也可以包含D/A(Digital-to_Analog,数字/模拟)模块，将处理器502输出的第二滤波信号由数字信号转换为模拟信号，供后续分析设备处理。
[0086]当然，该后级处理电路还可对第二滤波信号的其他参数进行调整，以使其满足分析设备的输入要求，本实施例中不再赘述。
[0087]综上，本实施例提供的一种滤波系统，还包括:后级处理电路，用于依据后续分析设备的输入参数要求对所述第二滤波信号进行处理，得到第三滤波信号，并输出所述第三滤波信号至所述分析设备，以使分析设备根据满足其输入参数要求的第三滤波精确分析待滤波信号对应的列车车体转向架的横向振动加速度情况，判断列车是否出现横向失稳情况。
[0088]如图6示出的本申请提供的一种滤波系统实施例5的结构示意图，包括:硬件滤波电路601和处理器602 ；
[0089]其中，处理器602与实施例1中的相应结构功能一致，本实施例不再赘述。
[0090]具体的，本实施例中采用的硬件滤波电路为五级七阶的抗混叠滤波器，该抗混叠滤波器具体包括:第一级滤波、第二级滤波、第三级滤波、第四级滤波和第五级滤波，其中:第一、二、五级滤波为一阶有源低通滤波，第三、四级滤波为二阶有源低通滤波。
[0091]具体为，待滤波信号依次一阶有源低通(第一级滤波)603、一阶有源低通(第二级滤波)604、二阶有源低通(第三级滤波)605、二阶有源低通(第四级滤波)606、一阶有源低通(第五级滤波)607滤波后，输出第一滤波信号至处理器602，以使处理器602实现后续的软件滤波过程，最终得到可输出至后续分析设备的第二滤波信号，以实现对待滤波信号进行第一预设频段信号滤波的目的。
[0092]如图7示出了硬件滤波电路的电路图，第一级滤波电路701、第二级滤波电路702、……第五级滤波电路705依次连接。
[0093]需要说明的是，采用多级滤波电路，每级设置不同的阶数、带通特性和截止频点，每级滤波电路配合实现目标频率的滤波，精度较高。
[0094]综上，本实施例提供的一种滤波系统中硬件滤波电路为五级七阶的抗混叠滤波器，其中:第一、二、五级滤波为一阶有源低通滤波，第三、四级滤波为二阶有源低通滤波。该硬件滤波电路对待滤波信号进行五级七阶的滤波过程，并将滤波得到的第一滤波信号输出至处理器，每级滤波电路配合实现目标频率的滤波，精度较高。
[0095]与上述本申请提供的一种滤波系统实施例相对应的，本申请还提供了一种滤波方法实施例。
[0096]如图8示出了本申请提供的一种滤波方法实施例1的流程图，包括:
[0097]步骤S801:硬件滤波电路对待滤波信号进行第一预设频段信号的低通滤波，得到第一滤波信号；
[0098]其中，该第一预设频段为该硬件滤波电路的截止频点，具体的，硬件滤波电路的截止频点可设定为Fp = 50Hz,即该第一预设频段为50Hz频率以上的信号。
[0099]具体的，硬件滤波电路201对待滤波信号中的50Hz频率以上的信号滤除，而O?50Hz频率的信号被保留，该保留下来的O?50Hz频率的信号为第一滤波信号。
[0100]具体的，该硬件滤波电路由运算放大器、电阻、电容等器件构成，单级滤波器对应一个运放所组成的电路，当采用不同电路结构时，可实现单阶、二阶或更高阶数的滤波特性。实际实施中，为达到设定的效果，一般将多级滤波电路级联起来，每级设置不同阶数、带通特性(低通、高通、带通)和截止频点。具体的实现方式在后续的实施例中会做具体解释，本实施例不做详解。
[0101]需要说明的是，该硬件滤波电路滤除待滤波信号中的高频段信号，保留较低频率的信号，以使后续的处理器通过低阶的数字滤波器软件处理较低频率的信号。
[0102]需要说明的是，硬件滤波电路可以采用不同的级数和阶数，不影响本滤波系统的功能。
[0103]需要说明的是，具体实施中，该硬件电路还可设置有放大功能，当该滤波系统的应用于低信噪比的场合时，可实现提升信号的信噪比，避免在对低信噪比信号处理时出现有效信号的失真情况，以使后续的处理器对信号处理更加精确。
[0104]步骤S802:处理器依据第二预设频段信号滤波条件对所述第一滤波信号进行滤波，得到第二滤波信号并输出。
[0105]其中，处理器中设置有低阶数字滤波器软件，该数字滤波器软件包括:IIR或者FIR。
[0106]其中，该数字滤波器软件的阶数可根据实际实施中滤波的条件进行设定，如512阶；该数字滤波器软件的滤波频段也可根据实际实施中滤波的条件进行设定，如高通、低通或者带通。
[0107]具体的，该处理器对输入的信号进行2?12.6Hz频段信号进行带通滤波，还可对滤波后的信号进行幅值补偿，以使输出的信号幅值满足后续的分析设备的要求。
[0108]具体的，当处理器接收到硬件滤波电路输出的第一滤波信号后，其内嵌的数字滤波器软件对该第一滤波信号进行第二预设频段信号的滤波，该第二预设频段与该数字滤波器软件的具体设置对应。
[0109]其中，该第二滤波信号是待滤波信号经过硬件滤波电路和处理器分别滤波后，得到的满足精度要求的信号，该信号可输出至分析设备，以分析该信号的特性，得出列车是否发生横向失稳情况。
[0110]具体实施中，该处理器采用DSP、FPGA或CPLD。
[0111]需要说明的是，由于硬件滤波电路将待滤波信号中的高频率信号的滤除，保留较低频率的信号，使得该数字滤波器软件处理较低频率的信号即可，即该数字滤波器软件只需设置为低阶即可，数字滤波器软件的数据处理量小。
[0112]由于软件滤波存在一个受滤波阶数、信号采样率影响的固定延时，而该延时无法通过优化软件代码来缩减，而本申请中该数字滤波器软件只需设置低阶滤波，减少了固定延时时间，提高了滤波的实时性。
[0113]具体的，当采用FIR时，由于该FIR滤波器本身存在固有延时N/f，其中N为滤波阶数，f为采样频率，因此，为获得合理延时，需要选择合适的N和f，具体的，可用采样频率为500Hz，将延时控制在Is左右，即可满足现场应用的要求。
[0114]需要说明的是，软件滤波的阶数、采样率等可以调整，本滤波系统的功能不变。
[0115]需要说明的是，本申请中，先采用硬件滤波电路进行高频滤波，然后采用处理器进行低频滤波，但不限定于此，实际实施中，硬件滤波和软件滤波的过程的先后顺序可根据需要进行调换，以实现复合滤波的过程。
[0116]综上，本实施例提供的一种滤波方法，包括:首先采用硬件滤波电路对待滤波进行第一预设频段信号的低通滤波，减少进入处理器的信号频段，然后该处理器依据第二预设频段信号滤波条件对信号继续进行第二预设频段信号滤波，完成整个滤波过程。在该过程中，由于硬件滤波电路对待滤波信号进行滤波，使得进入处理器的第一滤波信号的频段满足频段较少的要求，只需该处理器对较少频段的信号进行处理即可实现满足精度要求的滤波，整个滤波系统中的数据处理量小，计算使用时间较短，利于后续的分析设备对车体运行状态及时进行分析，保证列车运行安全。
[0117]如图9示出了本申请提供的一种滤波方法实施例2的流程图，包括:
[0118]步骤S901:采样电路对传感器输出的信号进行采样，得到待滤波信号，并将待滤波信号传送至硬件滤波电路；
[0119]其中，传感器检测车体转向架横向振动运动情况，其输出的信号带宽很宽、并且含有大量高次谐波和干扰噪声的复杂信号。
[0120]具体的，采样电路对该传感器输出的信号进行采样，得到待滤波信号，并将该待滤波信号输出至硬件滤波电路中，以进行后续的滤波过程。
[0121]需要说明的是，具体实施中，该采样电路不仅能够进行采样，还可对信号进行比例变换等前期处理，以使进入硬件滤波电路的待滤波信号最适应硬件滤波电路的运行条件。
[0122]步骤S902:硬件滤波电路对待滤波信号进行第一预设频段信号滤波，得到第一滤波信号；
[0123]步骤S903:处理器依据设置的低阶数字滤波器软件对所述第一滤波信号进行第二预设频段信号滤波，得到第二滤波信号并输出；
[0124]其中，步骤S902-903与实施例1中的步骤S801-802 —致，本实施例不再赘述。
[0125]综上，本实施例提供的一种滤波方法，还包括:采样电路对传感器输出的信号进行采样，得到待滤波信号，并将待滤波信号输出至硬件滤波电路中，以进行后续的滤波过程。
[0126]如图10示出了本申请提供的一种滤波方法实施例2的流程图，包括:
[0127]步骤S1001:硬件滤波电路对待滤波信号进行第一预设频段信号滤波，得到第一滤波信号；
[0128]步骤S1002:处理器依据第二预设频段信号滤波条件对所述第一滤波信号进行滤波，得到第二滤波信号并输出；
[0129]其中，步骤S1001-1002与实施例1中的步骤S801-802 —致，本实施例不再赘述。
[0130]步骤S1003:后级处理电路依据后续分析设备的输入参数要求对所述第二滤波信号进行处理，得到第三滤波信号，并输出所述第三滤波信号至所述分析设备。
[0131]其中，预先在该后级处理电路中预设与其相连的后续分析设备的输入参数要求，该输入参数要求可包括:输入信号的波形幅值范围、频率范围等。
[0132]其中，当该处理器输出的第二滤波信号不满足该分析设备的输入参数要求时，该后级处理电路对该第二滤波信号进行处理得到第三滤波信号，该第三滤波信号满足该后续分析设备的输入参数要求，以使得该分析设备根据满足输入参数要求的第三滤波信号精确分析待滤波信号对应的列车车体转向架的横向振动加速度情况，判断列车是否出现横向失稳情况，避免出现由于第二滤波信号的幅值过小或过大，导致分析设备的分析出现较大误差。
[0133]具体的，当该处理器输出的第二滤波信号的幅值(或信号强度)不满足分析设备的输入参数要求时，该后级处理电路对该第二滤波信号进行处理，以使其满足分析设备的输入参数要求。
[0134]具体的，该后级处理电路也可以包含D/A模块，将处理器输出的第二滤波信号由数字信号转换为模拟信号，供后续的分析设备处理。
[0135]当然，该后级处理电路还可对第二滤波信号的其他参数进行调整，以使其满足分析设备的输入要求，本实施例中不再赘述。
[0136]综上，本实施例提供的一种滤波方法，还包括:后级处理电路依据后续分析设备的输入参数要求对所述第二滤波信号进行处理，得到第三滤波信号，并输出所述第三滤波信号至所述分析设备，以使分析设备根据满足其输入参数要求的第三滤波精确分析待滤波信号对应的列车车体转向架的横向振动加速度情况，判断列车是否出现横向失稳情况。
【权利要求】
1.一种滤波系统，其特征在于，包括:硬件滤波电路和处理器； 所述硬件滤波电路，用于对待滤波信号进行第一预设频段信号的低通滤波，得到第一滤波信号； 所述处理器与所述硬件滤波电路相连，用于依据第二预设频段信号滤波条件对所述第一滤波信号进行滤波，得到第二滤波信号并输出。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括: 与所述硬件滤波电路相连的采样电路，用于对传感器输出的信号进行采样，得到待滤波信号。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括: 与所述处理器相连的后级处理电路，用于依据后续分析设备的输入参数要求对所述第二滤波信号进行处理，得到第三滤波信号，并输出所述第三滤波信号至所述分析设备。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括: 分别与所述硬件滤波电路和所述处理器相连的模拟/数字A/D转换模块，用于将所述硬件滤波电路输出的第一滤波信号由模拟形式转换为数字形式，并输出至所述处理器。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述硬件滤波电路为五级七阶的抗混叠滤波器，所述抗混叠滤波器包括:第一级滤波、第二级滤波、第三级滤波、第四级滤波和第五级滤波； 其中，第一、二、五级滤波为一阶有源低通滤波，第三、四级滤波为二阶有源低通滤波。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理器采用数字信号处理器DSPJ!场可编程逻辑门阵列FPGA或复杂可编程逻辑器件CPLD。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数字滤波器软件包括:无限长冲激响应IIR或者有限长冲激响应FIR。
8.一种滤波方法，其特征在于，包括: 硬件滤波电路对待滤波信号进行第一预设频段信号滤波，得到第一滤波信号； 处理器依据第二预设频段信号滤波条件对所述第一滤波信号进行滤波，得到第二滤波信号并输出。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，硬件滤波电路对待滤波信号进行第一预设频段信号滤波之前，还包括: 采样电路对传感器输出的信号进行采样，得到待滤波信号，并将待滤波信号传送至硬件滤波电路。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括: 后级处理电路依据后续分析设备的输入参数要求对所述第二滤波信号进行处理，得到第三滤波信号，并输出所述第三滤波信号至所述分析设备。
【文档编号】H03H17/02GK104135248SQ201410351426
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月23日 优先权日:2014年7月23日
【发明者】李鹏, 郝洪伟, 刘灿, 刘伟 申请人:株洲南车时代电气股份有限公司