基于单片机的非线性滤波器的设计与实现

hthjgjkkl

摘要：在一些测控系统中，干扰信号会叠加到传感器和A／D变换器之间的模拟信号上，造成
数码管显示测试结果时频繁变化，读数困难。对A／D变换器输出数据低通滤波，虽然可以稳定显
示，但存在显示结果延时长和不能瞬间跳变的缺点。为此，本文用基于施密特原理的非线性滤波器
+ w) p1 u! T/ `% v$ p抑制干扰，滤波由测控系统中的单片机完成。仿真和实际运行均表明，非线性滤波方法有效地滤除
了干扰，数码管显示平稳，同时保留了该系统快速显示的能力。
- w2 i+ r5 P; F
. |' n. j# a4 Z$ S1 C% X4 h$ \目前的一些测控系统中均包含传感器、A／D变
换器、数据处理单元、数据显示等几个部分。干扰信
; E$ `  |( Y. E1 V号会叠加到传感器和A／D变换器之间的模拟信号
" t' a' w8 \3 y; n, M( D, _上，造成数码管显示测试结果频繁变化，读数困难。
/ |! @9 a! d/ _为改善显示效果，对A／D变换后的数据进行滤波处
! X- n. z4 X: p$ X理。低通滤波器虽可以稳定显示结果，但低通滤波器
: X7 {: O' F3 d2 r存在显示结果延时长和不能瞬间跳变的缺点。本文
( K6 [1 D; {" V结合液压动力钳扭矩测控系统完成了非线性干扰抑
3 E3 w2 ^2 U0 C# I) q" f2 ]$ b制滤波器的研制。
液压动力钳扭矩测控系统由扭矩传感器、A／D
( T. e0 o8 }5 q$ X) s3 ^变换器、数据处理单元、上扣执行单元和工作状态显
/ P. W; c6 U/ b& }示单元，以及打印机等组成。液压动力钳扭矩的扭矩
* @: N$ X: p5 T+ H, z6 _2 ]与扭矩传感器输出电压成线性关系。在运行过程中，
从执行单元上扣开始，液压动力扭矩开始增加，同时
! U, N% v1 ^) l2 m3 L$ Z  ]9 G& V通过数码管实时显示扭矩以及转数。液压动力扭矩
' m) V2 {7 ?* q+ L在一定的时间内(如1分钟)上升到设定值后，执行
7 V( C' Y' o3 p1 ]1 u' t6 O单元释放上扣扭矩，液压动力扭矩瞬间回到0。由于
" y) ?: F) z+ o1 J1 h6 t液压动力钳扭矩测控系统受到干扰，导致显示结果
8 A) @5 D, M4 Y9 o( A% A混乱。为此，本文提出了基于施密特原理的非线性干
0 g3 U+ b  W( R扰抑制的方法。该滤波器有效地抑制了液压动力钳
扭矩测控系统中的干扰信号，同时保留了该系统快
' {+ k/ ?  w6 v& f( S速反应的能力，取得了良好的效果。
2杂波对测控系统显示结果的影响
& J- s/ ~; l1 M& D" C液压动力钳扭矩在系统运行过程中随时间线性
变化。在液压动力钳扭矩测控系统中，液压动力钳扭
矩与时间的关系体现在采样得到的电压值与时间的
关系。液压动力钳扭矩测控系统中，液压动力钳扭矩
8 u: ]/ m* Y, e2 z; o有三个量程，分别为8000牛·米，16000牛·米，
1 N" R) P3 d8 R! H9 e2 _80000牛·米。不失一般性，本文只分析8000牛·
$ ^# C2 P# b, @8 ^2 K7 L米量程。当液压动力钳扭矩测控系统的量程为8000
牛·米时，采样到的电压值在1～5伏范围内，数码
" S* ]/ \8 a0 x管显示液压动力钳扭矩。电压为1伏时，液压动力钳
7 @% J. ?: B& @" `扭矩为0牛·米；电压为5伏时，液压动力钳扭矩为

附件下载：

游客，如果您要查看本帖隐藏内容请回复

chencol

谢谢分享