[发明专利]一种基于预测的改进时滞双丝高速焊信号滤波方法

说明书

技术领域

本发明涉及双丝高速焊中信号处理研究领域，特别涉及一种基于预测的改进时滞双丝高速焊信号滤波方法。

背景技术

双丝高速焊电源是一个强电和弱电组合的系统。在双丝高速焊过程中，焊接电流信号会受到各种干扰，其中包括：

(1)双丝高速焊电源自身的电流可达到几百甚至上千安培，从而产生较大的电磁场，影响电流波形；

(2)逆变电源功率二极管的高频切换会对电流波形产生干扰；

(3)由于加到电网上的负载千变万化，这些负载或多或少对电网产生干扰，如大功率设备的使用使电网电压波形产生畸变，高频设备的开启造成电网电压波形具有高频脉冲、尖峰脉冲成分等；

(4)高速运行的DSP控制板本身也是一个高频干扰源。

上述这些干扰都会使双丝高速焊电源的电流控制信号充满了噪声甚至会发生畸变，而这些信号又是双丝高速焊电源控制和性能分析评价的基础。因此抑制或清除这些干扰信号对双丝高速焊电源控制系统的影响显得尤为重要。

目前，对于干扰噪声的消除通常可以分为硬件滤波和软件滤波两大类。由于双丝高速焊电流信号噪声的频带往往很宽，且具有随机性，采用硬件滤波只能抑制某个频率范围的噪声，其它频率段的噪声仍会侵入系统，因此，除了采用硬件滤波方法外，还需采用软件滤波措施。

软件滤波技术因设计灵活、节省硬件资源越来越引起人们重视。目前常用的软件滤波算法有均值滤波、时滞滤波、维纳滤波、卡尔曼滤波、小波滤波等方法。除此之外还有一些研究人员进行了小波滤波的研究，如段彬等人进行了小波信号去噪研究，周漪清等人进行了指数衰减自适应阈值小波消噪法的研究，但是这些方法都具有计算复杂、实时性较差的特点。

因此，针对双丝高速焊信号，提出一种实时性高，且能提取更多更有价值的信号特征的滤波方法具有重要研究价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于预测的改进时滞双丝高速焊信号滤波方法，该方法减少了传统时滞算法的滞后性问题，使滤波效果更具实时性。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种基于预测的改进时滞双丝高速焊信号滤波方法，包括步骤：

(1)对双丝高速焊过程中的电压或电流信号进行采样，计算一定时间内的采样信号差，根据采样信号差得到趋势阈值；

(2)根据趋势阈值，将电压或电流信号分成上升段、下降段、平稳段；

(3)设定上升趋势因子和下降趋势因子；

(4)设定加速因子，在信号上升段，将信号加上该加速因子；在信号下降段，将信号减去该加速因子；

(5)根据上升段、下降段、平稳段，对信号进行分段滤波处理。

为了提高准确性和稳定性，所述步骤(1)中，以四次采样信号差的平均值作为趋势阈值th_i；

thi=Δdi+Δdi-14;]]>

式中，设x_i为本次采样值，x_i-1为上一次采样值，采样信号差d_i＝x_i-x_i-1，Δd_i＝d_i+d_i-1。

优选的，所述步骤(2)中，设定一阈值比较常数a，则当前区段判别值T_D的计算过程如下：

T_D＝P×1+Q×(-1)；

其中，若|th_i|≥a，且Δd_i>0，且d_i>0，则P为1，否则，P为-1；

若|th_i|≥a，且Δd_i<0，且d_i<0，则Q为1，否则，Q为-1；