[发明专利]FIR滤波器的滤波方法、FIR滤波器及伺服驱动器

说明书

本发明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。本实施例还提供了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。

技术领域

本发明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。

背景技术

有限长单位冲激响应滤波器(Finite Impulse Response，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，发明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。

发明内容

本发明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，本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。