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数据滤波

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本文为您介绍数据滤波组件。

功能说明

数据滤波组件可以对指定的数据进行滤波处理。为了减少对特征数据的干扰,减小干扰信号在有用信号中的比重,可以对数据进行滤波处理。本组件支持7种滤波方法,包括限幅滤波,中值滤波,滑动平均滤波,一阶滞后滤波,FIR滤波,最大值滤波,最小值滤波。

计算逻辑原理

以下计算公式涉及的参数定义:

  • t表示本次,t-1表示前一次。

  • X(t)表示本次滤波输入值。

  • Y(t)表示本次滤波输出值。

  • Y(t-1)表示前一次滤波输出值。

  • F表示滤波有效值(前一次滤波输出值或固定值)。

  • A表示滤波输入值和有效值允许的最大偏差。

  • α表示滞后因子。

  • M表示滤波窗口大小。

计算公式如下:

  • 限幅滤波:对输入信号进行限幅滤波操作,对与有效值的偏差超出上限的当前信号进行处理并输出。有效值可以是配置的固定值或者前一次的输出值。

image.png

  • 中值滤波:对输入信号做中值滤波操作,取采样数据的中值。

image.png

  • 滑动平均滤波:对输入信号做滑动平均滤波操作,取采样数据的平均值。

image.png

  • 一阶滞后滤波:对输入信号做一阶滞后滤波操作,根据当前输入信号和前一时刻输出信号的加权平均来计算输出信号。

image.png

  • 最大值滤波:对输入信号做最大值滤波操作,取采样数据的最大值。

image.png

  • 最小值滤波:对输入信号做最小值滤波操作,取采样数据的最小值。

image.png

  • FIR滤波:对输入信号做FIR滤波操作。算法采用的是低通FIR滤波,其原理是将输入信号中高于截止频率的频率成分滤除,只保留低于该截止频率的频率成分。低通FIR滤波器可以有效地滤除输入信号中高频成分,实现对信号的平滑和去噪处理。

参数说明

IN端口-输入参数

参数名

参数描述

是否必填

输入数据类型

数据源类型

时间变量

滤波选取的数据时间范围。

说明

算法支持的输入时间格式为:

  • yyyy-mm-dd hh:mm:ss 或 mm-dd-yyyy hh:mm:ss

  • yyyy/mm/dd hh:mm:ss 或 mm/dd/yyyy hh:mm:ss

  • hh:mm:ss yyyy-mm-dd 或 hh:mm:ss mm-dd-yyyy

  • hh:mm:ss yyyy/mm/dd 或 hh:mm:ss mm/dd/yyyy

年月日和时分秒之间也可用大写T连接,例如:2023-01-11T12:01:00。

建议输入时间格式:yyyy-mm-dd hh:mm:ss。

输出时间格式为:yyyy-mm-dd hh:mm:ss。

当采样方式选择"按时间"时才需要配置。

datetime或时间字符串

说明

若存在非时间数据,则会抛出异常。

  • csv组件。

  • igateoffline组件。

  • 平台上其他数据处理组件。

  • 按照平台组件开发的自定义组件。

滤波变量

需做滤波处理的变量。

整数或浮点数

说明

若存在非数值数据,则会抛出异常。

  • csv组件。

  • igateoffline组件。

  • 平台上其他数据处理组件。

  • 按照平台组件开发的自定义组件。

OUT端口-输出参数

参数名

参数描述

输出数据类型

输出

输出包含时间变量和滤波变量。

时间变量:与输入类型相同。

滤波变量:浮点型。

其他参数

参数名

参数描述

是否必填

参数默认值

参数范围

滤波类型

选择滤波的方法。

滑动平均滤波

  • 限幅滤波

  • 中值滤波

  • 滑动平均滤波

  • 一阶滞后滤波

  • FIR滤波

  • 最大值滤波

  • 最小值滤波

限幅滤波

参数名

参数描述

是否必填

参数默认值

参数范围

滤波有效值

限幅滤波有效值的选择方法。

  • 前一次输出值:使用前一次滤波输出值作为限幅滤波计算的有效值。

  • 固定值:使用一个自定义的固定值作为限幅滤波计算的有效值。

前一次输出值

  • 前一次输出值

  • 固定值

固定值

限幅滤波的固定有效值。

0

[-99999999,99999999]

最大偏差

当前值与滤波有效值可接受的最大偏差。

0

[0,99999999]

中值滤波、滑动平均滤波、FIR滤波、最大值滤波、最小值滤波

参数名

参数描述

是否必填

参数默认值

参数范围

采样方式

滤波数据选择的方式。

  • 按时间:按时间来筛选滤波数据。

  • 按次数:按次数来筛选滤波数据。

按时间

  • 按时间

  • 按次数

采样时长

滤波窗口时长,单位:秒。

60

[0,7200]

采样次数

滤波窗口样本数。

5

[0,1800]

一阶滞后滤波

参数名

参数描述

是否必填

参数默认值

参数范围

滞后因子

一阶滞后滤波的系数,控制信号的平滑程度。滞后因子的取值范围是0到1之间。较大的滞后因子表示更强的平滑效果,但也会导致更大的延迟。

0.5

[0,1]

FIR滤波

参数名

参数描述

是否必填

参数默认值

参数范围

截断频率

值越小则过滤的高频信号越多。有效范围:0,0.5/运行周期(秒)。

0.01

[0,0.5]

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