RTU采集信號(hào)的平滑處理方法

　　RTU在野外環(huán)境工作時(shí)存在各項(xiàng)干擾，有來(lái)自外部的強(qiáng)電干擾，有來(lái)自內(nèi)部的電磁干擾。這些干擾會(huì)使采集信號(hào)產(chǎn)生尖峰值而造成信號(hào)不平穩(wěn)。因此在采集信號(hào)之后，需要進(jìn)行一定的濾波處理，避免由各項(xiàng)干擾引起測(cè)量誤差。

　　通過(guò)軟件編程對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波處理，能夠除去尖峰值。在此介紹加權(quán)遞推濾波算法。加權(quán)遞推平均濾波算法是對(duì)遞推平均濾波算法的優(yōu)化和改進(jìn),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(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是實(shí)時(shí)性好、平滑度高、靈敏度強(qiáng)。 　　遞推平均濾波算法將采集到的N個(gè)連續(xù)采樣值排成一行，假設(shè)一個(gè)采樣值的長(zhǎng)度是1，那么這一行采樣值的長(zhǎng)度就是N。最先采集到的數(shù)據(jù)先進(jìn)入這一行，后采集到的數(shù)據(jù)依次進(jìn)入這一行。當(dāng)采集數(shù)據(jù)大于N個(gè)時(shí)刪除這一行第一個(gè)數(shù)據(jù)，然后算出這一行的數(shù)據(jù)的算數(shù)平均值，從而獲得最后的濾波結(jié)果。即本次的濾波值為：

其中，y(n)為第 N個(gè)采樣值經(jīng)濾波后輸出的濾波值，x(n)為第n個(gè)采樣值，N為遞推項(xiàng)數(shù)，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(yīng)速度很慢，會(huì)造成較大的滯后，N越大滯后越嚴(yán)重。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題提出了一種加權(quán)遞推濾波算法，即按采樣值的時(shí)間點(diǎn)為權(quán)重，越接近采樣時(shí)刻權(quán)重越大。權(quán)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(quán)常數(shù)，滿足公式：

又由于：

則

　　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(duì)采集信號(hào)產(chǎn)生不良影響，因此在使用加權(quán)遞推平均濾波算法之前應(yīng)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(shù)據(jù)的時(shí)刻，任取兩相鄰時(shí)刻的數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)多次比較，如果有任意一組數(shù)據(jù)的差值超過(guò)了允許的幅值范圍，就認(rèn)為這組數(shù)據(jù)存在尖峰脈沖。若還存在尖峰值則再取多個(gè)連續(xù)變化的數(shù)據(jù)進(jìn)行兩兩比較，直到該組中不存在尖峰脈沖。然后，將該組數(shù)據(jù)中的任意一點(diǎn)選取為基準(zhǔn)點(diǎn) ，再次進(jìn)行前后兩兩比較。 　　RTU在應(yīng)用以上的處理方法后，可以較快的得到穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，提高準(zhǔn)確性，降低系統(tǒng)誤差，并縮短響應(yīng)時(shí)間。