Усрднение значений фазы Опции

[amusin]

Есть измерения фазы в диапазоне 0...359 градусов.
Допустим, показания болтаются около отметки 0 градусов:
половина значений в первом квадранте, половина - в четвертом.
Среднее арифметическое даст примерно 180 градусов, что неверно.

Пока видится одно решение:
сохраняем массив измерений,
доворачиваем измерения настолько, чтобы сектор "болтанки" не лежал на угле 0 градусов.
Решение не нравится тем, что надо копить данные в ОЗУ.

Есть более красивые варианты?

Сообщение отредактировал amusin - Aug 20 2010, 06:38

[thermit]

Oldring:
Это не усреднение, а фильтрация IIR фильтром первого порядка.

Усреднение - тоже фильтрация однородным фиром. Этот однородный фир проще заменить ииром без потери качества.
Хотя, есть любители преодолевать трудности...

[Oldring]

Усреднение - тоже фильтрация однородным фиром. Этот однородный фир проще заменить ииром без потери качества.
Хотя, есть любители преодолевать трудности...

С некоторой небольшой потерей качества.
И проще как раз не заменять фильтром, а просто суммировать, если не требуется постоянное плавное обновление отсчетов. Всё равно нужна сравнимая разрядность суммы.

[_4afc_]

Ребят. Я в научных терминах не силён. Но предложенный мной алгоритм - усредняет.
Код примерно следующий:

Код

#define L 16

signed short W[L]; //must be cleared
signed short F=0;  //0..359
signed int S=0;    //-179L...180L
signed int N=0;    //0...L-1
signed short GetPhaseDiff(signed short A)
{
static signed short Old;
signed short B;
B=A-Old;
if (B>180)  B=B-360;
if (B<-179) B=B+360;
Old=A;
return B;
}

void PhaseCalc(signed short A)
{
signed short B;
B=GetPhaseDiff(A);  //-179...180
//-----------------window filter of B
S=S-W[N]+B;W[N]=B;
N=N+1; if (N>=L) N=0;
S=S-S/65536;               //stekanie
if (S>(180*L)) S=180*L;   //perepolnenie
if (S<(-179*L)) S=-179*L; //perepolnenie
//-----------------F update
F=F+S/L;
if (F<0) F=F+360;
if (F>359) F=F-360;
}

На рисунке - красным идеальная фаза, синим - снятая датчиком, зелёным - отфильтрованная окном с длиной 16.

Эскизы прикрепленных изображений

 

Прикрепленные файлы

 PhaseFilter.zip ( 742 байт ) Кол-во скачиваний: 18

 

[Oldring]

Код примерно следующий:

Просто кошмар!
Во-первых, на многих микроконтроллерах int 16-битный, поэтому алгоритм будет как-то работать, только если число точек в окне не превышает порядка 150. Кстати, такого буфера окна автор вопроса хотел избежать.

Во-вторых, F - это кумулятивная сумма от среднего, но не само среднее. Зачем она вам вобще нужна?

В-третьих, любому программисту известно, что "стекание" будет работать только при превышении модулем S величины 65535.

В-четвертых, "переполнение" S может наблюдаться только в том случае, если каким-то образом поработает немного "стекание", а иначе оно возникнуть не может.

[_4afc_]

Во-первых, на многих микроконтроллерах int 16-битный, поэтому алгоритм будет как-то работать, только если число точек в окне не превышает порядка 150. Кстати, такого буфера окна автор вопроса хотел избежать.

Прикол в том, что результат GetPhaseDiff() уже можно фильтровать любым фильтром.
Собственно GetPhaseDiff() и есть ответ на вопрос заданный вначале темы.
В данном случае B отлично отфильтрован 16 точечным скользящим окном.
Переменная S может быть любой разрядности, было бы желание.

Во-вторых, F - это кумулятивная сумма от среднего, но не само среднее. Зачем она вам вобще нужна?

Я таких умных словей как "кумулятивная сумма от среднего" не знаю.
Если окно не нужно - его можно не использовать. Тупо складывайте значения B и делите на их количество - узнаете среднее изменение фазы за всё время наблюдения.

В-третьих, любому программисту известно, что "стекание" будет работать только при превышении модулем S величины 65535.

Обычно S у меня с фиксированной точкой как и В. Например 16.16.

В-четвертых, "переполнение" S может наблюдаться только в том случае, если каким-то образом поработает немного "стекание", а иначе оно возникнуть не может.

В реальной жизни чего только не бывает, при реализации алгоритмов ЦОС на конкретном железе.
Приведённый код - показывает идею, и как использовать результат GetPhaseDiff().

[Oldring]

Обычно S у меня с фиксированной точкой как и В. Например 16.16.

В коде написано int. Арифметика - целочисленная. Где вы там вообразили запятую - значения не имеет.

чего только не бывает, при реализации алгоритмов ЦОС на конкретном железе.

На работающем - не бывает.
На неработающем - лучше не работать, всё равно хорошо не получится.