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尽管传统的滤波方法对滤波尖峰干扰有一定的影响,但计算复杂,精度不高。这样,可以考虑使用数字滤波来滤除噪声干扰并提高拉绳位移传感器使用准确度。
数字滤波器的功能本质上是在特定操作后将一组输入数字序列转换为另一组输出数字序列,因此它本身就是完成给定操作的数字处理设备。数字滤波器可以避免模拟滤波器无法克服的电压漂移,温度漂移和噪声。
在数字滤波器中,根据其冲激响应函数的时域特性,可分为两种,即无限长冲激响应(CIIR)滤波器和有限长冲激响应(FIR )滤波器。IIR滤波器的特征是,具有无限持续时间冲激响应。这种滤波器一般需要用递归模型来实现,因而有时也称之为递归滤波器。FIR滤波器的冲激响应只能延续一定时间,在工程实际中可以采用递归的方式实现,也可以采用非递归的方式实现。
IIR滤波器吸收了模拟滤波器的结果,因此可以非常简单有效地进行设计。但是它也有明显的缺点,即相位是非线性的。如果需要线性相位,则必须使用全通网络进行相位校正。因为处理系统要求通道具有线性相位特性。可以在幅度特性上任意设计有限长单位脉冲响应(FIR)数字滤波器,同时确保绳索位移传感器的精确和严格的线性相位;另外,FIR滤波器的单位采样响应是有限的,因此滤波器必须是稳定的。由于FIR滤波器通常是非递归结构,因此在有限精度计算下,不会出现不稳定现象,例如递归结构中的界限振荡,并且误差很小。此外,只要经过一定的延迟,任何非因果关系都会受到限制。长序列可以成为因果关系的有限序列,因此始终可以通过因果关系系统来实现。而且,还可以使用FFT算法来实现FIR滤波器,从而提高了计算效率。简而言之,考虑到拉绳位移传感器系统的稳定性,线性相位的实现以及有利于提高计算效率的因素,本系统选择了FIR数字滤波器。
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