文档介绍：干扰就是有用信号以外的噪声或造成计算机设备不能正常工作的破坏因素。干扰会给计算机控制系统带来严重的影响,轻则使系统中的信息增加误差,不可信赖,重则使控制失误,造成事故。所以必须采取适当的措施对干扰进行抑制,以保证计算机控制系统的可靠运行。
第8章计算机控制系统抗干扰技术
对于计算机控制系统来说。干扰既可能来源于外部,也可能来源于内部。
外部干扰指那些与系统结构无关,而是由外界环境因素决定的干扰。外部干扰主要有:
:如雷电或大气电离作用以及其他气象引起的干扰电波;
:如太阳或其他星球辐射的电磁波;
:如广播电台或通讯发射台发出的电磁波,动力机械、高频炉、电焊机等都会产生干扰;此外,荧光灯、开关、电流断路器、过载继电器、指示灯等具有瞬变过程的设备也会产生较大的干扰;来自电源的工频干扰也可视为外部干扰.
内部干扰:
是由系统结构、制造工艺等决定的。主要是分布电容、分布电感引起的耦合感应,电磁场辐射感应,长线传输的波反射,多点接地造成的电位差引起的干扰,寄生振荡引起的干扰,甚至元器件产生的噪声也属于内部干扰。
计算机抗干扰措施:
硬件措施、软件措施、软硬兼施。硬件措施如果得当,可将绝大多数干扰拒之门外,但仍然有少数干扰窜入微机系统,引起不良后果,所以软件抗干扰措施作为第二道防线是必不可少的。软件抗干扰措施是以CPU的开销为代价的,影响到系统工作效率和实时性。因此一个成功的抗干扰系统是硬件和软件相结合构成的。硬件抗干扰效率高,但要增加系统的投资和设备的体积。软件抗干扰投资低,但降低系统的工作效率。
硬件抗干扰技术
硬件抗干扰技术是设计系统时的首选,它能有效抑制干扰源,阻断干扰传输通道。只要合理布置与选择有关参数,适当的硬件抗干扰措施就能抑制系统的绝大部分干扰。针对干扰来源和作用途径的不同,通常采用的硬件抗干扰措施有:共模干扰抑制、串模干扰抑制、长线传输干扰抑制以及合理选择和敷设信号线法等。
共模干扰抑制
共模干扰是指计算机控制系统输入通道中信号放大器两个输入端上共有的干扰电压,可以是直流电压,也可以是交流电压,其幅值达几十伏甚至更高,这取决于现场产生干扰的环境条件和计算机等设备的接地情况。其表现形式与产生原因如图8-1所示。
图8-1 共模干扰
(a)表现形式(b)产生原因
在计算机控制系统中一般都用较长的导线把现场的传感器或执行器引入至计算机系统的输入通道或输出通道中,这类信号传输线通常长达几十米以至上百米,这样,现场信号的参考接地点与计算机系统输入或输出通道的参考接地点之间存在一个电位差Ucm。这个Ucm是加在放大器输入端上共有的干扰电压,故称为共模干扰。
共模干扰产生的原因是不同“地”之间存在的电压,以及模拟信号系统对地的漏阻抗,共模干扰电压的抑制就应当是有效地隔离两个地之间的电的联系,以及采用被测信号的双端差动输入方式。具体的有变压器隔离、光电隔离与浮地屏蔽等三种措施。