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RTU采集信號的平滑處理方法

供稿:唐山平升電子技術開發有限公司 2017/4/20 16:02:26

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  • 關鍵詞: RTU 采集信號
  • 摘要:RTU在野外環境工作時存在各項干擾,有來自外部的強電干擾,有來自內部的電磁干擾。這些干擾會使采集信號產生尖峰值而造成信號不平穩。因此在采集信號之后,需要進行一定的濾波處理,避免由各項干擾引起測量誤差。

  RTU在野外環境工作時存在各項干擾,有來自外部的強電干擾,有來自內部的電磁干擾。這些干擾會使采集信號產生尖峰值而造成信號不平穩。因此在采集信號之后,需要進行一定的濾波處理,避免由各項干擾引起測量誤差。


  通過軟件編程對輸入信號進行數字濾波處理,能夠除去尖峰值。在此介紹加權遞推濾波算法。加權遞推平均濾波算法是對遞推平均濾波算法的優化和改進,并適用于存在周期性干擾,要求平滑度較高的高頻振蕩系統。其優點是實時性好、平滑度高、靈敏度強。  遞推平均濾波算法將采集到的N個連續采樣值排成一行,假設一個采樣值的長度是1,那么這一行采樣值的長度就是N。最先采集到的數據先進入這一行,后采集到的數據依次進入這一行。當采集數據大于N個時刪除這一行第一個數據,然后算出這一行的數據的算數平均值,從而獲得最后的濾波結果。即本次的濾波值為:

其中,y(n)為第 N個采樣值經濾波后輸出的濾波值,x(n)為第n個采樣值,N為遞推項數,前一次濾波值為:

由上面式(1)與(2)可得遞推平均濾波算法的濾波公式為:

這種濾波算法的響應速度很慢,會造成較大的滯后,N越大滯后越嚴重。針對這個問題提出了一種加權遞推濾波算法,即按采樣值的時間點為權重,越接近采樣時刻權重越大。權重越大,這種濾波方式的靈敏度越高。此種濾波算法公式為:

其中     為加權常數,滿足公式:

又由于:

  雖然這種算法的靈敏的很高,但是越高的靈敏度越容易造成尖峰值,若不先去除這些尖峰脈沖,仍然將對采集信號產生不良影響,因此在使用加權遞推平均濾波算法之前應該先消除尖峰脈沖。

  消除尖峰脈沖的處理方法是首先要找出不存在尖峰脈沖數據的時刻,任取兩相鄰時刻的數據進行連續多次比較,如果有任意一組數據的差值超過了允許的幅值范圍,就認為這組數據存在尖峰脈沖。若還存在尖峰值則再取多個連續變化的數據進行兩兩比較,直到該組中不存在尖峰脈沖。然后,將該組數據中的任意一點選取為基準點 ,再次進行前后兩兩比較。  RTU在應用以上的處理方法后,可以較快的得到穩定的數據,提高準確性,降低系統誤差,并縮短響應時間。

審核編輯(王靜)
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