用一个滤波程序；

(2)由于数字滤波不需要硬件设备，因而可靠性高、稳定性好，各回路之间不存在阻抗匹配等问题；

(3)数字滤波可以对频率很低(如O．01HZ)的信号实现滤波，克服了模拟滤波器的缺陷，而且通过改变数字滤波程序，可以实现不同的滤波方法或改变滤波参数，这比改变模拟滤波器的硬件要更灵活方便。

常用的数字滤波方法有程序判断滤波法、中值滤波法、算术平均滤波法、一阶滞后滤波法、去极值平均滤波法等等，下面简要介绍这几种数字滤波方法。

(1)程序判断滤波法首先要从经验出发，定出一个目标参数最大可能的变化范围。每次采样后都和上次的有效采样值进行比较，如果变化幅度不超过经验值，本次采样有效，否则，本次采样值应视为干扰而放弃，以上次采样值为准。该算法适用于变化缓慢的物理参数的采样过程，如湿度、液位等。

(2)中值滤波法对目标参数连续进行若干次采样，然后将这些采样进行排序，选取中间位置的采样值为有效值。对于变化较为剧烈的参数，此滤波方法不宜采用。

(3)算术平均滤波法是对目标参数进行连续采样，然后求其算术平均值作为有效采样值。该算法适用于抑制随机干扰。采样次数越大，平滑效果越好，但系统的灵敏度要下降。算术平均滤波不能将明显的脉冲干扰消除，只是将其影响削弱。

(4)一阶滞后滤波法是一种动态滤波方法，其表达式为：

??Y?(1?a)Xn?aYn?1 (4)

式中 Xn:第n次采样值

Yn?1：上次滤波结果输出值

Yn：第n次采样后滤波结果输出值

? a：滤波平滑系数：a?

??T τ:滤波环节时间常数 T：采样周期

通常采样周期远小于滤波环节的时间常数，也就是输入信号的频率快，而滤波环节时间常数相对地小，这是一般滤波器的概念，所以这种滤波方法相当于RC滤波器。

(5)去极值平均滤波法既采用去极值法去掉明显的脉冲干扰，又可对采样值进行平滑处理，在高、低速数据采集系统中，它都能削弱干扰，提高数据处理能力。本系统就采用了去极值平均滤波法。即对目标参数连续采样6次数据，然后对6次采样的数据由小到大排序，分别去掉最小值和最大值，将剩余的4个数据求其算术平均值，即得到本次A／D转换后的数字

量。

4.5.2 显示处理

显示处理模块主要完成人机交互作用，具体实现将采样温度值、设定温度值以字符的形式通过液晶显示出来。本系统使用HTl621作为显示驱动器。HTl621是128点内存映象和多功能驱动器。附录中给出了显示处理模块的源程序。

4.6 软件抗干扰措施

本系统中，在软件方面的抗干扰措施主要从以下两个个方面来考虑： (1)按键的软件消抖措施

按键是一个机械开关，当键按下时，开关闭合；当键松开时，开关断开。其特点之一就是它的抖动性，这是由按键的机械特性所决定的，抖动的时间一般约为10ms-20ms。

对于按键消抖的具体措施目前有两种：一是用硬件电路来实现，即用RC滤波电路滤除抖动。另一种是用软件延时的方法来解决，即利用软件的延时避开按键的按下与抬起时都有的抖动期，从而避免检测到干扰信号。本文采用的就是软件延时消抖的方法。附录中给出了延时程序的源程序，同时延时程序还作为通用功能模块被其他模块调用；

(2)数字滤波

数字滤波是将一组输入数字序列进行一定的运算而转换成另一组输出数字序列的方法，采用软件滤波算法不需要增加硬件设备，可靠性高，功能多样，使用灵活，但是要占用一定的处理器运行时间。在本系统设计中，采用了数字滤波的软件抗干扰措施，所采用的数字滤波算法是去极值平均滤波法。

5 结论

随着工业的发展，对象的复杂程度不断加深，尤其对于大滞后、时变的、非线性的复杂系统：其中有的参数未知或缓慢变化；有的带有延时或随机干扰；有的无法获得较精确的数学模型或模型非常粗糙。加之人们对控制品质的要求日益提高，常规PID控制的缺陷也逐渐暴露出来。因此人们在应用PID控制的同时，也不断地对其进行了各种改进。主要体现在两个方面：一是对常规PID控制器本身结构的改进，即变结构PID控制；另一方面随着智能控制如模糊控制、神经网络控制和专家系统等先进控制技术的迅速发展，它们与常规PID控制相结合，扬长避短，发挥各自的优势，形成所谓的智能PID控制。这种新型智能PID控制器已引起人们的普遍关注和极大的兴趣，也已得到较为广泛的应用。结合上面的论述，今后还需要做进一步的研究和解决的问题有：

(1)硬件方面，采用DSP、ARM或者利用第一章提到的片上系统SOC对系统的硬件进行重新设计；

(2)软件方面，摒弃传统的前后台系统软件编程模式，改用基于实时操作系统的系统软件开发；

(3)控制算法方面，尝试采用现在得到快速发展的智能控制方法，如模糊控制、神经网络控制和模糊PID控制等等。

参考文献

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