c++ - 用于电池电压显示的平滑功能可减少嵌入式系统中的尖峰

Question

读取嵌入式设备中的电池电压。但是，实际电压会因系统负载而有很大差异。我们需要一种方法来减少电压的波动，以显示最佳值。

目前，我们使用的是滚动/移动平均线。然而，在过去的 15 个读数中，结果仍然波动太大。

在阅读有关平滑算法的文章时，b 样条、核滤波器或其他一些平滑算法似乎是理想的选择。但是，我找不到一个不使用 numpy 或 mathcad 或其他类似函数中的内在函数的简单示例。

有人知道可以帮助解决此问题的易于实现的功能吗？这是一个 C++ 项目(使用 Qt 4.5)，只有最少的库。我更愿意留在整数域(以毫伏为单位显示 3300-4200 之间的电压)。

TIA迈克

Answer 1

嗯，如果没有具体情况，很难说出您需要什么。例如，您的传感器采样率是多少，您尝试消除的传感器波动和噪声的特征如何？

但是，如果您已经实现了移动平均线，我可能建议您尝试使用移动中位数。 (最后 n 个样本的中位数，而不是平均值。)这往往会减少输出中与正常值相比较大的短期偏差的影响。

如果您能找到有效的参数，对于 CPU 和内存要求，最好使用某种形式的离散时间低通滤波器。这些很容易实现，只需要知道以前的输出值和当前输入来计算当前输出。例如:

Y = Y[n-1] + A * (X - Y[n-1])

(其中 Y 是当前输出，Y[n-1] 是最后计算的输出，X 是您最新的传感器阅读。)

A 实际上是低通滤波器的时间常数，但它是离散时间，因此取决于采样率。具体来说，A = dt/tau，其中 dt 是以秒为单位的采样周期，tau 大致类似于连续时间常数.