维纳滤波　从连续的(或离散的)输入数据中滤除噪声和干扰以提取有用信息的过程称为滤波，而相应的装置称为滤波器。根据滤波器的输出是否为输入的线性函数，可将它分为线性滤波器和非线性滤波器两种。滤波器研究的一个基本课题就是：如何设计和制造最佳的或最优的滤波器。所谓最佳滤波器是指能够根据某一最佳准则进行滤波的滤波器。

20世纪40年代，维纳奠定了关于最佳滤波器研究的基础。即假定线性滤波器的输入为有用信号和噪声之和，两者均为广义平稳过程且知它们的二阶统计特性，维纳根据最小均方误差准则(滤波器的输出信号与需要信号之差的均方值最小)，求得了最佳线性滤波器的参数，这种滤波器被称为维纳滤波器。在维纳研究的基础上，人们还根据最大输出信噪比准则、统计检测准则以及其他最佳准则求得的最佳线性滤波器。实际上，在一定条件下，这些最佳滤波器与维纳滤波器是等价的。因而，讨论线性滤波器时，一般均以维纳滤波器作为参考。

信号波形从被噪声污染中恢复称为滤波。这是信号处理中经常采用的主要方法之一，具有十分重要的应用价值。常用的滤波器是采用电感、电容等分立元件构成，如RC低通滤波器、LC谐振回路等。但对于混在随机信号中的噪声滤波，这些简单的电路就不是最佳滤波器，这是因为信号与噪声均可能具有连续的功率谱。不管滤波器具有什么样的频率响应，均不可能做到噪声完全滤掉，信号波形的不失真。因此，需要寻找一种使误差最小的最滤波方法，又称为最佳滤波准则。

从噪声中提取信号波形的各种估计方法中，维纳（Wiener）滤波是一种最基本的方法，适用于需要从噪声中分离出的有用信号是整个信号（波形），而不只是它的几个参量。其基本依据就是最小均方误差准则。

设维纳滤波器的输入为含噪声的随机信号。期望输出与实际输出之间的差值为误差，对该误差求均方，即为均方误差。因此均方误差越小，噪声滤除效果就越好。为使均方误差最小，关键在于求冲激响应。如果能够满足维纳－霍夫方程，就可使维纳滤波器达到最佳。根据维纳－霍夫方程，最佳维纳滤波器的冲激响应，完全由输入自相关函数以及输入与期望输出的互相关函数 所决定。

维纳滤波器的优点是适应面较广，无论平稳随机过程是连续的还是离散的，是标量的还是向量的，都可应用。对某些问题，还可求出滤波器传递函数的显式解，并进而采用由简单的物理元件组成的网络构成维纳滤波器。维纳滤波器的缺点是，要求得到半无限时间区间内的全部观察数据的条件很难满足，同时它也不能用于噪声为非平稳的随机过程的情况，对于向量情况应用也不方便。因此，维纳滤波在实际问题中应用不多。

实现维纳滤波的要求是：①输入过程是广义平稳的；②输入过程的统计特性是已知的。根据其他最佳准则的滤波器亦有同样要求。然而，由于输入过程取决于外界的信号、干扰环境，这种环境的统计特性常常是未知的、变化的，因而难以满足上述两个要求。这就促使人们研究自适应滤波器。2100433B

维纳斯缸栽

栽植时选用高50厘米左右、口径尽量大的无底孔花缸，花盆内放置混合均匀的营养土，填土深度控制在30-40厘米，便于储水。将生长良好的繁殖体埋入花缸中心位置，深度以顶芽稍露出土壤即可。栽种后加水但不加满，以土层以上2-3厘米最佳，便于升温，以保证成活率。随着植株的生长逐渐增加水位。

维纳斯盆栽

选用无孔营养钵，高30厘米，口径40厘米，栽种方法及营养土如缸载，填土高度在25厘米左右，栽种完成后沉入水池，水池水位控制在刚刚淹没营养钵为宜，随之生长逐渐增加水位。此方法优点在于越冬容易，只需冬季增高水位，使睡莲顶芽保持在冰层以下即可越冬，缺点是管理时必须进入水池，略感不变。

维纳斯池塘

选择土壤肥沃的池塘，池底至少有30厘米深泥土，繁殖体可直接栽入泥土中，水位开始要浅，控制在2-3厘米，便于升温，随着生长逐渐增高水位。根据地区不同入冬前池内加深水位，使根茎在冰层以下即可越冬。优点是群体效果较好，生长量大，缺点是翌年采挖困难，病虫害不易防治。

维纳斯水位

耐寒睡莲能否正常生长，水位的控制是重要因素之一。耐寒睡莲随着生长期的不同对水位的要求各不相同，要注意对水位的控制。由于水温对睡莲的生长开花有直接影响，生长初期由于叶柄短，水位尽量浅，以不让叶片暴露到空气中为宜，以尽快提高水温，促进根系生长，提高成活率；随着叶片的生长，逐步提高水位，到达生长旺期，水位达到最大值，这样使叶柄增长，叶片增大，有助于营养物质储存；进入秋季，降低水位，提高水温，使叶片得到充足的光照，增强光合作用，以促进睡莲根茎和侧芽生长，提高翌年的繁殖体数量；秋末天气转凉后，逐渐加深水位，保持不没过大部分叶片为宜，以控制营养生长；水面结冰之前水位一次性加深，根据历史最大结冰厚度而定，保持睡莲顶芽在冰层以下，以安全越冬。

维纳斯追肥

追肥的原则必须是既有益于睡莲生长，又在水中无浪费，因为肥料的浪费会导致水体富营养化而加快藻类及水草的生长，进而污染水体。可用有韧性、吸水性好的纸将肥料包好，并在包上扎几个小孔，以便肥分释放，施入距中心15-20厘米的位置，深度在10厘米以下。也可用潮湿的园土或黏土与肥料按一定的比例（一般与化肥10比1，与有机肥4比1）混合均匀后攥成土球（以攥不粘手、松手不散坨为宜），距根茎中心15-20厘米处分3点放射状施到根茎下10-15厘米处，随攥随施。追肥时间一般在盛花期前15天，以后每隔15d追肥1次，以保障开花量，但追肥不宜过多，过多容易加大营养生长，叶片数量加大，影响花期整体效果。合理的追肥可延长耐寒睡莲的群体花期，也可增加来年繁殖体生长数量。

滤波器数字滤波器

定义

数字滤波器是与模拟滤波器相对应的，我们在常用的离散系统中， 使用数字滤波器。它的主要作用是利用离散时间系统的特性，在这里 时间就是一个变量，然后在对外部输入的信号，进行处理，这里的输 入信号一般都是广义上的波形型号，信号可以是电压、电流、功率等。 当然也有类似于频率等这种。在实际的操作中，我们也可以把输入的信号波形变成输出，也就是将输入和输出倒置。从而实现我们将信号的频谱修改的目的。

实现技术手段

数字滤波器有多种方式可以实现信号的处理，我们介绍在实际中使用最多的两种，一种是我们集成电路的方式将集成电路的各种元 器件组成一个专用的设备，这种设备称之为数字信号处理机，类似于arm架构或者单片机架构的数字处理机就是我们常用的一种，这种方式对于成套批量的需求商用价值比较高，因为造价成本比较低，受到了市场的欢迎；另一种就是使用我们平常使用的x86/x64的商用或者工控计算机进行模拟仿真，这个完全是使用应用软件进行仿真的，这种方式也在实验室或者大型的数字滤波项目中使用，这种方式成本较高，不适宜与大批量的生产与配套。但是在实验室是最好的一种模拟方式，在高阶模拟和运算中有非常大的优势。

数字滤波器的对比

数字滤波器主要有两种，一种是IIR，我们称之为无限的冲激响应滤波器，另外一种是FIR，这种滤波器是与IIR相对应的，这个是有限的冲激响应滤波器。两个系统都是有各自的特点的，FIR的滤波器是没有闭环的反馈的环路信号，它的结构比较简单，可以实现比较严格的线性方程的相位的计算，一般情况下相位的要求不严格一 般不会使用这个滤波器，相反的话，会采用这种滤波器。当然在很多的场景下面，我们要对信号进行一些实时的处理，当现场的信号数据越来越多的情况下，我们对硬件的性能要求就越来越高，市面上很多的单片机已经无法满足我们实际的功能需求，一般的8位的16位的乃至32位的单片机以及ARM芯片已经不能在对算法进行支撑，由于专门为数字处理设计的DSP控制器的出现，提高了我们滤波器的效率，DSP很多情况下可以使用多组总线的方式，并行处理多组实时的数据，独立的一些算法器充分的使用大大提高了我们滤波器的效率。对于硬件上的短板完全可以由DSP的芯片进行弥补，做到对数字信号的实时处理与计算。DSP与普通的微处理器相比有很大的数字信号的处理优势，他是单片机以及ARM的继承，为信号处理做了一些局部的开发和改进，大大的增强了数字处理的能力，它有特定的数据流程格式、有特定的算法器，有特殊的系统结构为解决复杂的数字信号的处理提供了很多优越的条件和基础，通过对DSP的编程可以实现IIR滤波器。 FIR滤波器实际上有一定的缺陷，这类系统只有零点，它不会跟IIR系统的那样容易获取比较好衰减的特性，但是也有更加明显的优势。他是通过非硬件电路实现的，相比硬件电路实现滤波器主要优点有很多，例如，效率很高、有极点、有反馈等。

滤波器程控滤波系统

程控滤波系统是在传统滤波器的不足中提出的，传统滤波器在工作时产生误差，会影响整个系统的精确度。低精度的滤波器在使用时会造成很多不良后果，而且传统滤波器对波形要求越高就意味着需要跟多的运放，这是非常麻烦的。所以程控滤波器的数字化能够减少生产过程中的不确定因素和人为参与的环节数，可以有效地解决电源模块中诸如可靠性、智能化和产品一致性等工程问题，极大地提高生产 效率和产品的可维护性。

滤波器无源滤波器

无源滤波器是利用电阻、电抗器和电容器元器件构成的滤波电路。谐振频率时，电路阻抗值最小，非谐振频率时，电路阻抗比很大，将电路元器件数值调整到某一特征谐波频率，则能滤除该次谐波电流；当若干谐波频率的调谐电路组成在一起，则能滤除对应的特征谐波频率，通过低阻抗旁路实现对主要次数谐波（3、5、7）的过滤。主要原理就是针对不同次数谐波，设计该谐波频率的阻抗为很小，实现谐波电流的分流效应，即为预滤除的高次谐波提供旁路通道，实现净化波形。

无源滤波器按接线形式可分为电容滤波器、电厂滤波电路、L型RC滤波电路、π形RC滤波电路、多节π形RC 滤波电路、π形LC滤波电路。按功能可分为单调谐滤波器、双调谐滤波器、高通滤波器。无源滤波器具有如下优势：结构 形式简单、投资费用低，能够补偿系统中的无功分量、改善电网功率因数；工作稳定性较高、维护简单、技术成熟等，在有源滤波器出现以前被广泛采用。无源滤波器的缺点也有很多方面：受电网参数的影响较大，系统阻抗值和主要次数谐振频率往往随着工况发生变化；谐波滤除的频带也较窄，只能滤除主要次数的谐波，或因发生并联谐振，放大一些次数的谐波；滤波和无功补偿及调压之间的协调较困难 ；随着流经滤波器的电流升高，可能造成设备过负荷运行；耗材多，重量和体积都较大；运行稳定性较差等缺点。因此，整体性能更优的有源滤波器得到越来越多的应用。

滤波器有源滤波器

有源滤波器主要作用不仅能动态追踪并抑制谐波，而且可以补偿电网中较低的无功分量。它能够对幅值和频率都波动的高次谐波分量进行补偿，以及对变化的系统无功分量进行动态补偿，克服了传统型式谐波治理方案和无功补偿的缺点，达到了动态跟踪补偿的效果。APF的基本原理是检测当前系统的电压和电流信号，通过指令电流运算电路的运算，产生补偿电流信号，并将其指令由补偿电流发生电路按谐波信号放大，从而得到补偿电流，再与系统中的高次谐波分量及无功等电流抵消，实现系统波形的正弦化，滤除电网谐波，提高电能质量。有源滤波器和无源滤波器的区别，在于需要电源供电，且既补谐波又补无功。指令电流运算电路和补偿电流发生电路是有源滤波器的两个重要组成部分。指令电流运算电路的作用是检测出系统所需补偿的谐波分量和无功分量等。补偿电流发生电路的作用是按照上述检测到的谐波分量和无功分量，发出补偿电流指令，产生能够抵消的补偿电流，它主要由三部分构成 ：电流跟踪控制电路、驱动电路和主电路。

根据储能元件的不同，有源滤波器可以分为电压型有源滤波器和电流型有源滤波器。电压型有源滤波器，因其损耗少、效率高，被广泛使用。电流型有源滤波器，因损耗大、效率低，而较少采用。按照交直流电源可分为直流 APF 和交流 APF。按照电路拓朴结构分类，可分为串联型 APF、并联型 APF 和串并联型，以及APF和PPF的混合型使用方式。与无源滤波器相比，有源滤波器有许多优点：响应速度快，可控性能非常强；具有自适应功能，能够动态跟踪和补偿系统高次谐波；稳定性高，不受系统阻抗影响，避免谐振的发生；能够抑制闪变；补偿系统不足的无功分量等。机柜式系统采用模块化结构，联络设计细密，可随时根据现场实际需求扩容，可拓展性强，模块化的配置方式和小巧的体积让设计者有更多的选择，并可最大程度节省用户空间，可实现弹性的容量配置，支持后续现场容量扩展。现场安装和维修维护更是简单拔插即可。 抽屉式结构，能够满足用户单独对模块设计，选用优良的架构形式，具备DSP处理能力，运用大型可编程控制器操作，选用大功率电力电子组件，具有可外传的通信端口，还可附于其他盘柜中独立工作。