步驟1：代碼

常規(guī)概述

我提供的代碼是基于以前的項目構(gòu)建的。您可能已經(jīng)注意到有兩個循環(huán)結(jié)構(gòu)。第一個是我所說的“數(shù)據(jù)獲取循環(huán)” ，它實際上是從芯片組中盡快讀取數(shù)據(jù)的。我將第二個循環(huán)稱為“計算循環(huán)” 。該循環(huán)處理我們想要對數(shù)據(jù)進行的任何計算。我將數(shù)據(jù)采集操作與數(shù)據(jù)計算分開的原因是為了提高性能。 LabVIEW足夠聰明，可以在每個循環(huán)中編譯代碼，因此它可以在處理器的單獨內(nèi)核上運行。

為了在兩個循環(huán)之間傳輸數(shù)據(jù)，我使用了局部變量。每次計算循環(huán)迭代時，它都會從“ XYZ校準值” 變量中讀取數(shù)據(jù)。

對于這個特定項目，我包括了兩個數(shù)據(jù)圖。一個顯示原始數(shù)據(jù)，而另一個顯示過濾的數(shù)據(jù)。這些圖是確定我們的過濾效果的好工具。不幸的是，如果計算循環(huán)快速迭代，則數(shù)據(jù)繪制錯誤。因此必須包含一個延時來限制循環(huán)速率。

過濾SubVI概述

該項目中的所有過濾均在自定義子VI中完成。該子VI有助于使代碼保持整潔和易于理解。在subVI內(nèi)部，使用了兩種類型的過濾方法。第一個是簡單的平均，第二個是低通巴特沃斯濾波。每種過濾方法都有一個On/Off選擇開關(guān)。開關(guān)打開時，它會吐出已過濾的數(shù)據(jù)。當開關(guān)關(guān)閉時，它會吐出未經(jīng)過濾的原始數(shù)據(jù)。

使用平均值進行過濾

如果您從上一個項目中回想起，原始數(shù)據(jù)輸入將更新得如此之快，以至于難以閱讀。為了解決這個問題，我們希望對幾個數(shù)據(jù)點取平均值（取平均值）并顯示該值。如果我們平均正確數(shù)量的數(shù)據(jù)點，數(shù)據(jù)將以可讀的速率顯示。為此，我使用了“平均值PtByPt.vi” 。如果您對它的工作方式感到好奇，這里有一些更多信息。

使用低通濾波器進行過濾

在先前的說明中可能遇到的另一個問題是數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定跳變。這可能是由于外部振動或手的晃動。要擺脫這種情況，您可以使用低通濾波器。從本質(zhì)上講，低通濾波器可以消除數(shù)據(jù)點之間的突變。我在此項目中使用的特定低通濾波器是“ Butterworth濾波器PtByPt.vi” 。如果您對此.vi的工作方式感到好奇，請查看其文檔。注意，該VI可配置為4種不同類型的濾波器（低通，高通，帶通或帶阻）。我們只關(guān)心低通濾波，因此“ high cuttof freq：fh” 端子保持未連接狀態(tài)。

步驟2：設置過濾器控件

為了獲得良好的過濾結(jié)果，您必須了解如何正確設置其參數(shù)和操作程序。首先，重要的是要注意，我們在該VI中使用了兩個循環(huán)。第一個循環(huán)更新“數(shù)據(jù)采集面板” ，第二個循環(huán)更新“數(shù)據(jù)計算面板” 。每個循環(huán)都有自己獨立的停止按鈕，因此要停止整個VI，您必須一個接一個地按下兩個停止按鈕。

數(shù)據(jù)圖

在“數(shù)據(jù)計算”面板上，您可以看到有兩個數(shù)據(jù)圖。一個在過濾之前顯示原始數(shù)據(jù)，另一個在過濾之后顯示數(shù)據(jù)。通過比較兩個圖，我們可以看到我們的過濾器產(chǎn)生的效果。數(shù)據(jù)繪圖會在接收到數(shù)據(jù)時連續(xù)繪圖。您可以使用“數(shù)字繪圖點” 控件來控制每個繪圖中顯示的數(shù)據(jù)點數(shù)。這實際上使您可以按此處所示放大或縮小圖。

設置平均參數(shù)

接下來，我們將研究僅數(shù)據(jù)點平均如何影響我們的濾波信號。因此，對于此部分，低通濾波器將被禁用。開始始終如一地搖晃加速度計，以產(chǎn)生一些要過濾的噪聲?，F(xiàn)在嘗試啟用/禁用平均濾波器以查看其效果。計算數(shù)據(jù)點的數(shù)量，直到獲得所需的結(jié)果。我發(fā)現(xiàn)3個數(shù)據(jù)點在沒有太多延遲的情況下提供了足夠好的結(jié)果。

設置低通濾波器參數(shù)

接下來，我們將研究低通濾波器如何影響我們的結(jié)果。因此，對于這一部分，平均濾波器將被禁用。再次，開始持續(xù)搖晃加速度計，以產(chǎn)生一些噪聲來校準濾波器。嘗試啟用/禁用低通濾波器以查看其效果。計算數(shù)據(jù)點的數(shù)量，直到獲得所需的結(jié)果。

默認情況下，低通濾波器的截止頻率設置為10 Hz，濾波階數(shù)為1。這是每個參數(shù)的摘要。

低頻截止頻率：濾波器截止頻率決定了將去除數(shù)據(jù)中噪聲的頻率（10Hz截止頻率將濾除大于10 Hz的噪聲）。

濾波順序：濾波順序控制著我們的低通濾波器在消除高于截止頻率的噪聲方面的積極程度。較高的濾波階數(shù)將使噪聲更加平滑。這很好，但更高的濾波階數(shù)也會在截止頻率的邊緣流血更多，我們可能希望單獨留下的平滑數(shù)據(jù)。

要更新任何一個低通濾波器參數(shù)，必須按下并釋放“更新過濾器參數(shù)” 按鈕。之后，您應該查看新參數(shù)如何影響您的結(jié)果。

循環(huán)率過濾器參數(shù)

根據(jù)計算機的速度以及COM端口的延遲設置，數(shù)據(jù)采集和計算循環(huán)將每秒迭代一定次數(shù)。無論出于何種原因，National Instruments提供的低通巴特沃斯濾波器VI都需要大致了解循環(huán)的迭代頻率。如果您未提供接近實際環(huán)路速率的值，則低通濾波器的性能將會降低，如下所示。因此，要正確設置“在過濾器VI循環(huán)速率（Hz）時猜測” 參數(shù)，請運行VI并查看近似的循環(huán)速率；然后只需插入該值即可。

注意：請勿修改代碼，以使實際的環(huán)路速率值輸入到Filter的Loop rate參數(shù)中。這將在每次循環(huán)迭代時更新過濾器，從而導致其發(fā)生故障。

幾乎總結(jié)了如何調(diào)整過濾器設置。要使過濾器適合您的確切應用程序，就需要調(diào)整所有值以使其協(xié)同工作。實驗一下，看看最適合您的！