本发明涉及数据处理。
背景技术:
1、现有的自动化控制系统往往是基于采集的模拟量进行自动化控制,高精度的数据采集至关重要。然而,采集到的模拟量是时时刻刻在变化的,有时会发送突变,再加上环境问题或其他因素导致会导致模拟量波形不稳定,出现较多异常尖波或较大数值差异跳动,这些非正常波形的采集模拟量会影响自动化控制的稳定性。进而会影响整个控制系统的安全可靠运行。
2、传感器采集的大部分物理量都是模拟信号,如温度、压力、流量等。工业自动化控制系统需要对这些模拟信号进行采集、处理和计算,实现监测和控制功能。
3、模拟信号处理可以实现过程参数的连续监测和反馈控制。比如用压电传感器采集轮胎压力信号,经过放大和adc转换后进行数据采集和监测,实现轮胎自动调整系统。这是以前电子称重秤等产品难以实现的功能。
4、模拟信号处理能实现高精度和细粒度的过程控制。比如利用电位计采集ph值进行微量的ph值调节和控制,保证化工产品质量。传统discreted处理难以达到这样的控制水平。
5、在工业现场,直接采用数字传感器成本高,模拟信号处理可以利用各种模拟传感器,实现多点和分布式的监测,降低成本。
6、模拟信号处理良好的兼容性,可以将各种类型的模拟传感器信号通过统一的接口进行处理。
7、模拟量信号处理在工业自动化控制系统中具有良好的灵敏度、精度和成本优势,是实现连续和高精度过程监测与控制的重要手段。
8、现有模拟量信号的采集通常采用硬件方式进行滤波处理,但是这种方式会导致响应速度慢,无法正常满足自动化控制的模拟量采集需求。
技术实现思路
1、本发明解决现有现有模拟量信号的采集通常采用硬件方式进行滤波处理,但是这种方式会导致响应速度慢的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
3、一种模拟量信号快速响应的低通滤波方法,所述方法为:
4、步骤一:获取模拟量信号,对所述模拟量信号进行增益和滤波处理后,获得处理后的模拟量信号;
5、步骤二:采集所述处理后的模拟量信号,并对所述处理后的模拟量信号进行预处理,获得预处理后的模拟量信号;
6、步骤三:将所述预处理后的模拟量信号进行低通滤波公式计算处理,获得计算后的滤波信号;
7、步骤四:将所述计算后的滤波信号转换为数字信号;
8、步骤五:将所述恢复处理,获得最终的滤波信号。
9、进一步,还有一种优选实施例,上述步骤二中采用adc采集芯片采集所述处理后的模拟量信号。
10、进一步,还有一种优选实施例,上述步骤二中的预处理包括增益调整和偏移校正。
11、进一步,还有一种优选实施例,上述步骤三中的低通滤波公式表示为:
12、y(n)=αx(n)+(1-α)y(n-1);
13、式中:α=滤波系数;x(n)=本次采样值;y(n-1)=上次滤波输出值;y(n)=本次滤波输出值。
14、进一步,还有一种优选实施例,上述步骤五中的恢复处理包括上下限处理和校正偏移。
15、本发明所述的一种模拟量信号快速响应的低通滤波方法可以全部采用计算机软件实现,因此,对应的,本发明还提供一种模拟量信号快速响应的低通滤波系统,所述系统为;
16、用于获取模拟量信号,对所述模拟量信号进行增益和滤波处理后,获得处理后的模拟量信号的存储装置;
17、用于对所述处理后的模拟量信号进行预处理,获得预处理后的模拟量信号的存储装置;
18、用于采集所述预处理后的模拟量信号,并将所述预处理后的模拟量信号进行低通滤波公式计算处理,获得计算后的滤波信号的存储装置;
19、用于将所述计算后的滤波信号转换为数字信号的存储装置;
20、用于将所述数字信号进行恢复处理,获得最终的滤波信号的存储装置。
21、本发明提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行上述任意一项所述的一种模拟量信号快速响应的低通滤波方法。
22、本发明提供一种计算机设备,该设备包括存储器和处理器,所述存储器中存储有计算机程序,当所述处理器运行所述存储器存储的计算机程序时,所述处理器执行上述任意一项所述的一种模拟量信号快速响应的低通滤波方法。
23、本发明的有益效果为:
24、1、本发明提供一种模拟量信号快速响应的低通滤波方法,通过对模拟量信号进行增益调整和偏移校正后,再通过低通滤波公式的处理,实现了模拟量信号的快速响应和低通滤波的目标。
25、2、现有模拟量信号的处理通常采用高通滤波和带通滤波,而不会采用低通滤波,这是由于模拟量信号通常包含有用的低频成分信息,直接使用低通滤波会滤除这些有用的低频信号,影响后续处理和识别。而且模拟量信号的噪声主要集中在高频带,通常会采用带通滤波方式去除噪声且保留低频有用信号。而低通滤波方式与高通滤波和带通滤波相比,设计和实现难度较大。而本发明提供一种模拟量信号快速响应的低通滤波方法,首先对模拟量信号进行增益和滤波处理,用于放大信号的幅值,使其更容易被检测和去除不需要的噪音和干扰,提高信号的质量和稳定性;然后进行预处理,调整最大值和最小值的限值判断,最后采用低通滤波公式改善信号的稳定性和响应特性的同时去除高频噪音和干扰,保留信号中的低频成分,从而平滑信号并降低噪声干扰。克服了现有技术的偏见,使得采用低通滤波方式也可以适用于模拟量信号的处理,为模拟量信号的处理增添了一种新的技术思路。
26、3、本发明提供一种模拟量信号快速响应的低通滤波方法,采用软件处理,兼容性好,方便移植应用。
27、本发明适用于自动化控制系统中的模拟量信号处理。
1.一种模拟量信号快速响应的低通滤波方法,其特征在于,所述方法为;
2.根据权利要求1所述的一种模拟量信号快速响应的低通滤波方法,其特征在于,所述步骤二中采用adc采集芯片采集所述处理后的模拟量信号。
3.根据权利要求1所述的一种模拟量信号快速响应的低通滤波方法,其特征在于,所述步骤二中的预处理包括增益调整和偏移校正。
4.根据权利要求1所述的一种模拟量信号快速响应的低通滤波方法,其特征在于,所述步骤三中的低通滤波公式表示为:
5.根据权利要求1所述的一种模拟量信号快速响应的低通滤波方法,其特征在于,所述步骤五中的恢复处理包括上下限处理和校正偏移。
6.一种模拟量信号快速响应的低通滤波系统,其特征在于,所述系统为;
7.一种计算机可读存储介质,其特征在于,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行权利要求1-5任意一项所述的一种模拟量信号快速响应的低通滤波方法。
8.一种计算机设备,其特征在于,该设备包括存储器和处理器,所述存储器中存储有计算机程序,当所述处理器运行所述存储器存储的计算机程序时,所述处理器执行权利要求1-5任意一项所述的一种模拟量信号快速响应的低通滤波方法。