【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工业自动化控制领域，具体涉及一种带频率干扰抑制的滞后滤波方法、装置、设备及介质。
技术介绍
1、在现有技术中，对与现场的仪表信号的采集以及处理方法都相对固定，信号的处理精度虽然满足使用要求，但对于特殊的定制产品或在存在特定频率干扰的环境下工作时，现有技术会存在数据抖动过大，以至无法满足其所要求的精度，可用性不高。
2、另外，传统的高阶抑制频率算法如fir和iir的时间复杂度在o(mn)也就是一次滤波需要进行m×n此乘加运算，而快速傅里叶变换fft的时间复杂度在o(nlogn)其在频谱处理时会更高效。所以对比一些能滤除一定频率阶数较高的滤波器，由于其阶数高导致运算量过大，增加了滤波器处理的负担。这样的问题在资源本就有限的mcu上显得尤为明显。且由于mcu的浮点精度有限的缘故，滤波器阶数越高带来精度损失就会越大。
3、因此，常规滤除频率的高阶滤波器应用在mcu上的缺陷，消耗ram空间大，响应时间长。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种带频率干扰抑制的滞后滤波方法、装置、设备及介质，使用相对较小的ram空间和较短的滤波计算时间，就能提高adc采样模块在固有频率干扰环境下的数据可用性及信号处理能力。在适应各种特殊的工况的情况下依然可以保证输入输出模块的精度，同时也降低了模块周围环境带来的影响，从而保证现场设备adc采样的准确性，也能够极大程度的避免由于输入模块精度的偏差导致对现场设备的连锁，最后导致现场停车的问题。
2、本专利技术
3、第一方面，本专利技术提供了一种带频率干扰抑制的滞后滤波方法，该方法包括：
4、获取adc采样信号，adc采样信号为工业自动化领域的adc采集模块的采样信号；
5、采用低通滤波器对adc采样信号进行滤波处理，滤除高频信号减小信号混叠，获得第一处理后的信号；
6、根据第一处理后的信号，进行窗口截取，获得截取信号；并对截取信号进行fft正变换，去除相应频率干扰，将去除干扰频率的频谱作为第二处理后的信号；
7、根据第二处理后的信号，进行ift逆变换得到去除干扰频率后的时域信号，并对去除干扰频率后的时域信号进行幅值归一化处理，获得第三处理后的信号；
8、根据第三处理后的信号，采用滞后滤波器进行再次滤波处理，获得滤波后的最终信号。
9、本专利技术直接利用fft在频域将对应频率干扰滤除，之后对滤除干扰后的信号做滞后平滑滤波，将其精度控制在规定范围内。本专利技术方案只消耗较小的ram空间和较短的响应时间，就可以达到相应的频率抑制效果和数据平滑度。本专利技术主要应用于工业自动化领域的adc采集模块的滤波处理。
10、进一步地，低通滤波器采用rc低通滤波电路。
11、进一步地，该方法还包括：在进行窗口截取之前，先将第一滤波后的信号存满缓冲区域。
12、进一步地，根据第一处理后的信号，进行窗口截取，获得截取信号；并对截取信号进行fft正变换，去除相应频率干扰，将去除干扰频率的频谱作为第二处理后的信号；包括：
13、根据第一处理后的信号，进行窗口截取，获得截取信号；
14、根据截取信号，进行fft正变换，得到对应波形频谱；
15、采用汉明窗口函数，将fft正变换出的对应波形频谱进行处理，重新整定各个频域点位上的比例，得到第二处理后的信号。
16、进一步地，采用汉明窗口函数，将fft正变换出的频域信号进行处理，表达式为：
17、
18、其中：g(t)为时域输入；h(t)为时域汉明窗口函数；g(w)为频域输入；h(w)为频域汉明窗口函数；f[.]为傅里叶变换过程。
19、进一步地，滞后滤波器采用一阶滞后滤波器，表达式为：
20、y[n]＝a·y[n-1]+(1-a)·x[n]
21、其中：n表示第n刻数据；a为比例系数，用于调节历史值和采样值的比例，a取值范围：0～1；y[n]为第n刻的输出值，即当前时刻的输出值；y[n-1]为第n-1刻的输出值，即上一时刻的历史值；x[n]为第n刻的采样值，即当前时刻的采样值。
22、第二方面，本专利技术又提供了一种带频率干扰抑制的滞后滤波装置，该装置使用上述的一种带频率干扰抑制的滞后滤波方法；该装置包括：
23、获取单元，用于获取adc采样信号，adc采样信号为工业自动化领域的adc采集模块的采样信号；
24、低通滤波单元，用于采用低通滤波器对adc采样信号进行滤波处理，滤除高频信号减小信号混叠，获得第一处理后的信号；
25、fft正变换单元，用于根据第一处理后的信号，进行窗口截取，获得截取信号；并对截取信号进行fft正变换，去除相应频率干扰，将去除干扰频率的频谱作为第二处理后的信号；
26、ift逆变换单元，用于根据第二处理后的信号，进行ift逆变换得到去除干扰频率后的时域信号，并对去除干扰频率后的时域信号进行幅值归一化处理，获得第三处理后的信号；
27、滞后滤波单元，用于根据第三处理后的信号，采用滞后滤波器进行再次滤波处理，获得滤波后的最终信号。
28、进一步地，fft正变换单元包括：
29、窗口截取子单元，用于根据第一处理后的信号，进行窗口截取，获得截取信号；
30、fft正变换子单元，用于根据截取信号，进行fft正变换，得到对应波形频谱；
31、汉明窗口子单元，用于采用汉明窗口函数，将fft正变换出的对应波形频谱进行处理，重新整定各个频域点位上的比例，得到第二处理后的信号。
32、第三方面，本专利技术又提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的一种带频率干扰抑制的滞后滤波方法。
33、第四方面，本专利技术又提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的一种带频率干扰抑制的滞后滤波方法。
34、本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
35、本专利技术一种带频率干扰抑制的滞后滤波方法、装置、设备及介质，本专利技术直接利用fft在频域将对应频率干扰滤除，之后对滤除干扰后的信号做滞后平滑滤波，将其精度控制在规定范围内。本专利技术方案只消耗较小的ram空间和较短的响应时间，就可以达到相应的频率抑制效果和数据平滑度。本专利技术主要应用于工业自动化领域的adc采集模块的滤波处理。(1)占用mcu存储ram和rom空间较小；(2)滤波响应时间小，精度高；(3)占用mcu计算资源较少。
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1.一种带频率干扰抑制的滞后滤波方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种带频率干扰抑制的滞后滤波方法，其特征在于，所述低通滤波器采用RC低通滤波电路。
3.根据权利要求1所述的一种带频率干扰抑制的滞后滤波方法，其特征在于，该方法还包括：在进行窗口截取之前，先将所述第一滤波后的信号存入缓冲区域。
4.根据权利要求1所述的一种带频率干扰抑制的滞后滤波方法，其特征在于，根据所述第一处理后的信号，进行窗口截取，获得截取信号；并对截取信号进行FFT正变换，去除相应频率干扰，将去除干扰频率的频谱作为第二处理后的信号，包括：
5.根据权利要求1所述的一种带频率干扰抑制的滞后滤波方法，其特征在于，采用汉明窗口函数，将FFT正变换出的频域信号进行处理，表达式为：
6.根据权利要求1所述的一种带频率干扰抑制的滞后滤波方法，其特征在于，所述滞后滤波器采用一阶滞后滤波器，表达式为：
7.一种带频率干扰抑制的滞后滤波装置，其特征在于，该装置使用如权利要求1至6中任一所述的一种带频率干扰抑制的滞后滤波方法；该装置包括
8.根据权利要求7所述的一种带频率干扰抑制的滞后滤波装置，其特征在于，所述FFT正变换单元包括：
9.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述的一种带频率干扰抑制的滞后滤波方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的一种带频率干扰抑制的滞后滤波方法。
...【技术特征摘要】
1.一种带频率干扰抑制的滞后滤波方法，其特征在于，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种带频率干扰抑制的滞后滤波方法，其特征在于，所述低通滤波器采用rc低通滤波电路。
3.根据权利要求1所述的一种带频率干扰抑制的滞后滤波方法，其特征在于，该方法还包括：在进行窗口截取之前，先将所述第一滤波后的信号存入缓冲区域。
4.根据权利要求1所述的一种带频率干扰抑制的滞后滤波方法，其特征在于，根据所述第一处理后的信号，进行窗口截取，获得截取信号；并对截取信号进行fft正变换，去除相应频率干扰，将去除干扰频率的频谱作为第二处理后的信号，包括：
5.根据权利要求1所述的一种带频率干扰抑制的滞后滤波方法，其特征在于，采用汉明窗口函数，将fft正变换出的频域信号进行处理，表达式为：
6.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩鲸龙，谢文轩，郭静，廖亮，
申请(专利权)人：四川零点自动化系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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