FIR滤波器的滤波方法、FIR滤波器及伺服驱动器技术

本发明专利技术实施例涉及数据处理领域，公开了一种FIR滤波器的滤波方法、FIR滤波器及伺服驱动器。本发明专利技术中，一种FIR滤波器的滤波方法，包括：比较计算序列与滤波器的阶数的大小；当计算序列大于或者等于滤波器的阶数时，通过

【技术实现步骤摘要】
FIR滤波器的滤波方法、FIR滤波器及伺服驱动器
本专利技术实施例涉及数据处理领域，特别涉及一种FIR滤波器的滤波方法、FIR滤波器及伺服驱动器。
技术介绍
有限长单位冲激响应滤波器(FiniteImpulseResponse，简称“FIR滤波器”)，又称为非递归型滤波器，是数字信号处理系统中最基本的元件，它可以在保证任意幅频特性的同时具有严格的线性相频特性，同时其单位抽样响应是有限长的，因而滤波器是稳定的系统。因此，FIR滤波器在通信、图像处理、模式识别等领域都有着广泛的应用。在实际应用中，通常需要在伺服驱动器中使用FIR滤波器进行滤波处理，使得电机按照配置的滤波周期完成准确位置上的平滑输出，即，使得滤波输出值在滤波周期内等于滤波输入值。目前，FIR滤波器通常采用这一公式对滤波输入值进行滤波处理，其中，n代表计算序列，n≥0；y(n)代表滤波器的第n次的输出值；N代表滤波器的阶数，N≥1；i代表系数序列，范围从0至(N-1)；x(n-i)代表滤波器的第n-i次的输入值。然而，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：在对滤波数据进行处理过程中，滤波输入值通常会发生变化，而滤波输入值一旦变化，如果根据现有公式计算，不能保证在设置的滤波周期之后平滑到位，即不能使得滤波输出值在滤波周期内等于滤波输入值，会导致对电机的冲击力过大。
技术实现思路
本专利技术实施方式的目的在于提供一种FIR滤波器的滤波方法、FIR滤波器及伺服驱动器，使得在滤波输入值发生改变的时候，既能保证在设定的滤波周期内输出滤波，又使得输出的滤波为平滑的滤波，有效防止对电机等的冲击力过大。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种FIR滤波器的滤波方法，包括：比较计算序列与滤波器的阶数的大小；当计算序列大于或者等于滤波器的阶数时，通过进行滤波计算；其中，n代表计算序列，N代表滤波器的阶数，N≥1，x(i)代表滤波器的第i次的滤波输入值，y(n)代表滤波器的第n次的滤波输出值；b(m)代表滤波器缓存的第m次的滤波输入值。本专利技术的实施方式还提供了一种FIR滤波器，包括：比较模块、第一计算模块、缓存模块；比较模块，用于比较计算序列与滤波器的阶数的大小；第一计算模块，用于当计算序列大于或者等于滤波器的阶数时，通过进行滤波计算；其中，n代表计算序列，N代表滤波器的阶数，N≥1，x(i)代表滤波器的第i次的滤波输入值，y(n)代表滤波器第n次的滤波输出值；b(m)代表滤波器缓存的第m次的滤波输入值；缓存模块，用于缓存滤波器的第m次的滤波输入值。本专利技术的实施方式还提供了一种伺服驱动器，伺服驱动器包括如上述的FIR滤波器。本专利技术实施方式相对于现有技术而言，提供了一种FIR滤波器的滤波方法，改良了滤波器的计算公式：比较计算序列与滤波器的阶数的大小；当计算序列大于或者等于滤波器的阶数时，通过进行滤波计算，保证位置指令一旦变化之时，到设置的滤波周期时刻，滤波器平滑输出数据，一直到输出值等于输入值。通过在传统公式的基础上，增加了一段缓存序列b(m)，用于保存输入的最初的滤波输入值，即b(m)＝x(n)；当计算序列大于或者等于滤波器的阶数，即n≥N时，将前n次输入之和减去缓存的滤波输入值再除以N，以保证此后的滤波输出值等于滤波输入值，保持不变。使得在滤波输入值发生改变的时候，既能保证在设定的滤波周期内输出滤波，又使得输出的滤波为平滑的滤波，有效防止对电机等的冲击力过大。另外，当计算序列小于滤波器的阶数时，通过如下公式进行滤波计算：其中，n代表计算序列，N代表滤波器的阶数，N≥1，x(i)代表滤波器的第i次的滤波输入值，y(n)代表滤波器的第n次的滤波输出值。本实施例提供了当计算序列小于滤波器的阶数时的滤波计算公式。另外，在比较计算序列与滤波器的阶数的大小之前，还包括：获取滤波器的滤波周期以及采样周期；根据滤波周期以及采样周期计算滤波器的阶数；其中，滤波器的阶数＝滤波周期/采样周期。本实施例提供了关于滤波器的阶数的计算公式。另外，滤波器缓存的第m次的滤波输入值，具体通过滤波器的缓冲区buff缓存第m次的滤波输入值。本实施例提供了缓存第m次的滤波输入值的具体实现形式。另外，计算序列，具体通过滤波器的计数器记录计算序列。本实施例提供了记录计算序列的具体实现形式。附图说明一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。图1是根据本专利技术第一实施方式的FIR滤波器的滤波方法的流程图；图2是现有技术中的FIR滤波器的滤波效果对比图；图3是根据本专利技术第二实施方式的FIR滤波器的滤波方法的流程图；图4是根据本专利技术第三实施方式的FIR滤波器的结构连接示意图；图5是根据本专利技术第四实施方式的FIR滤波器的结构连接示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本专利技术各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。本专利技术的第一实施方式涉及一种FIR滤波器的滤波方法。本实施方式的核心在于比较计算序列与滤波器的阶数的大小；当计算序列大于或者等于滤波器的阶数时，通过进行滤波计算；其中，n代表计算序列，N代表滤波器的阶数，N≥1，x(i)代表滤波器的第i次的滤波输入值，y(n)代表滤波器的第n次的滤波输出值；b(m)代表滤波器缓存的第m次的滤波输入值。通过在传统公式的基础上，增加了一段缓存序列b(m)，用于保存输入的最初的滤波输入值，即b(m)＝x(n)；当计算序列大于或者等于滤波器的阶数，即n≥N时，将前n次输入之和减去缓存的滤波输入值再除以N，以保证此后的滤波输出值等于滤波输入值，保持不变。使得在滤波输入值发生改变的时候，既能保证在设定的滤波周期内输出滤波，又使得输出的滤波为平滑的滤波，有效防止对电机等的冲击力过大。下面对本实施方式的FIR滤波器的滤波方法的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。首先需要说明的是，本实施例中的FIR滤波器主要为用于位置平滑的FIR，在实际应用中，使用FIR滤波器进行滤波处理时，需要给FIR滤波器发送一位置指令，该位置指令表征的内容即为滤波输入值，输入该位置指令的目的是使得滤波器按照配置的滤波周期(比如3ms)完成准确的平滑输出，本实施例中的使得“准确的平滑输出”即意味着使得滤波输出值在滤波周期内等于滤波输入值。在一个例子中，滤波周期为4ms，当滤波输入值为100时，即意味着要求滤波器的滤波输出值在第4ms时变成100。参见图2，图2为现有技术中的FIR滤波器的滤波效果对比图，在图2中，横坐标t代表时间，纵坐标Inc为编码器的单位，用于表征位置(此处仅为一个示例，纵坐标的单位根据编码器的不同类型对应有不同的表示方式)。其中，“滤波前的位置指令”指示的图形为没有经过滤波器滤波的图形，从图中可以看出，若不经过滤波器滤波，使得滤波输出值直接等于滤波输入值，这样做，没有一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种FIR滤波器的滤波方法，其特征在于，包括：比较计算序列与所述滤波器的阶数的大小；当所述计算序列大于或者等于所述滤波器的阶数时，通过

【技术特征摘要】
1.一种FIR滤波器的滤波方法，其特征在于，包括：比较计算序列与所述滤波器的阶数的大小；当所述计算序列大于或者等于所述滤波器的阶数时，通过进行滤波计算；其中，所述n代表所述计算序列，所述N代表所述滤波器的阶数，所述N≥1，所述x(i)代表所述滤波器的第i次的滤波输入值，所述y(n)代表所述滤波器的第n次的滤波输出值；所述b(m)代表所述滤波器缓存的第m次的滤波输入值。2.根据权利要求1所述的FIR滤波器的滤波方法，其特征在于，当所述计算序列小于所述滤波器的阶数时，通过如下公式进行滤波计算：其中，所述n代表所述计算序列，所述N代表所述滤波器的阶数，所述N≥1，所述x(i)代表所述滤波器的第i次的滤波输入值，所述y(n)代表所述滤波器的第n次的滤波输出值。3.根据权利要求1所述的FIR滤波器的滤波方法，其特征在于，在所述比较计算序列与所述滤波器的阶数的大小之前，还包括：获取所述滤波器的滤波周期以及采样周期；根据所述滤波周期以及所述采样周期计算所述滤波器的阶数；其中，所述滤波器的阶数＝所述滤波周期/所述采样周期。4.根据权利要求1至3任意一项所述的FIR滤波器的滤波方法，其特征在于，所述滤波器缓存的第m次的滤波输入值，具体通过所述滤波器的缓冲区buff缓存所述第m次的滤波输入值。5.根据权利要求1至3任意一项所述的FIR滤波器的滤波方法，其特征在于，所述计算序列，具体通过所述滤波器的计数器记录所述计算序列。6.一种FIR滤波器，其特征在于，包括：比较模块、第一计算模块、缓存模块；所述比较模块，用于比较计算序列...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘虎，李虎修，丁信忠，姜荣辉，
申请(专利权)人：上海辛格林纳新时达电机有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31