计算机控制技术第2版李江全第9章计算机控制系统的设计课件教学.pptVIP

利用软件提高系统可靠性的具体措施包括： 1）采用系统信息管理的软件。它与硬件配合，对信息进行保护，这包括防止信息被破坏，在出现故障时保护信息；在故障排除后，恢复信息等。 2）利用软件冗余，防止信息的输入输出过程及传送过程中出错。如对关键数据采用重复校验方式，对信息采用重复传送并进行校验等。 3）编制诊断程序，及时发现故障，找出故障的部位并排除，以便缩短修理时间。 4）用软件进行系统调度。 提高软件自身的可靠性包括两个方面： 一是采取措施，减少软件设计中的错误，这包括采用模块化设计、进行软件评审和对软件进行测试等； 二是采用能提高可测试性的设计，在作系统设计时就充分考虑到测试的要求，使得软件的可维护性较高、故障的诊断及时迅速。 在线教务辅导网： 更多课程配套课件资源请访问在线教务辅导网 馋死 PPT研究院 POWERPOINT ACADEMY * * 干扰信号的种类 1．按干扰耦合的形式分类 1）静电干扰。静电耦合是干扰电场通过电容耦合方式窜入其他回路中。在控制系统中，互容现象是很普遍的。两根导线之间构成电容；印制电路板的印制导线之间存在电容；变压器的线匝之间和绕组之间也都会构成电容。电容为信号的传输提供了一条通路，造成电场干扰信号。 2）电磁干扰。在任何通电导体周围空间都会产生磁场，而且电流的变化必然引起磁场的变化，变化的磁场就要在其周围闭合回路中产生感应电动势。在设备内部，线圈或变压器的漏磁会引起干扰；在设备外部，当两根导线在很长的一段区间架设时，也会产生干扰。 3）漏电耦合干扰。漏电耦合又称为电阻性耦合。当相邻的元件或导线间绝缘电阻降低时，有些信号便通过这个降低了的绝缘电阻耦合到信号传送的输入端而形成干扰。 4）共阻抗感应干扰。在控制系统的回路之间不可避免地存在公共耦合阻抗。例如电源引线、汇流排等都具有一定的阻抗，对于多回路来说就是一个公共阻抗，尽管数值很小，但当流过较大电流时，其作用就像一根天线，将干扰信号引入各回路。 2．按干扰的作用方式分类 （1）串模干扰信号 串模干扰信号是指串联于有用信号源回路之中的干扰，也称为横向干扰或常态干扰。其表现形式如下图所示。当串模干扰的幅值与有用信号相接近时，系统就无法正常工作，即这时提供给微机系统的数据会严重失真，甚至是错误的。 （2）共模干扰信号 共模干扰信号是指由于对地电位的变化所形成的干扰信号，也称为对地干扰、横向干扰或不平衡干扰。共模干扰示意图如下图。 （3）长线传输干扰 在计算机控制系统中，现场信号到控制计算机以及控制计算机到现场执行机构，都经过一段较长的线路进行信号传输，即长线传输。对于高速信号传输的线路，即在高频信号电路中，多长的传输线可作为长线，取决于电路信号频率的大小，在有些情况下，可能1米左右的线就应作为长线看待。 长线传输干扰主要有：外界干扰；信号延时干扰；信号反射干扰。 3．按干扰信号的性质分类 1）随机干扰信号。随机干扰信号是无规律的随机性干扰信号，如突发性脉冲干扰信号，连续性脉冲干扰信号。 2）周期干扰信号。属于周期干扰信号的有交流声、啸叫、汽船声等自激振荡。 4．按干扰源的类型分类 1）外部干扰信号。外部干扰信号是指来源于系统外部、与系统结构无关的的干扰源。在工业生产现场的外部干扰源种类繁多，干扰性强，随机性大，主要有电源、用电设备、自然界的雷电、带电的物体等。 2）内部干扰信号。内部干扰信号是由于系统的结构布局、线路设计、元器件性能变化和漂移等原因所形成的存在于系统内部的干扰信号。 抗干扰技术 所谓抗干扰是指把窜入微机控制系统的干扰衰减到一定的强度以内，保证系统能够正常工作或者达到要求的测量控制精度。 提高设备的抗干扰能力，必须从设计阶段开始，要考虑到电磁兼容性（EMC）的设计。电磁兼容性设计要求所设计的电子设备在运行时，既不受周围电磁干扰而能正常工作，又不对周围设备产生干扰。 常用抗干扰技术主要有：滤波、接地、屏蔽、隔离、设置干扰吸收网络及合理布线等。 1．接地技术 将电路、单元与充作信号电位公共参考点的一个等位点或等位面实现低阻抗连接，称为接地。一个系统涉及到许多接地点，它对系统的工作性能有极大的影响。良好的接地处理有利于抑制干扰信号和稳定系统的工作状态，接地处理不当则导致系统不能正常工作，甚至根本不能工作。 接地的目的通常有两个：一是为了安全，即安全接地；二是为了给系统提供一个基准电位，并给高频干扰提供低阻通路，即工作接地。 （1）接地方式 1）安全接地：设备金属外壳的接地。 2）工作接地：信号回路接于基准导体或基准电位点。 3）屏蔽接地：电缆、变压器的屏