文档介绍：第10章微机控制系统的可靠性与抗干扰技术
11/11/2017
概述
计算机控制系统运行环境往往比较恶劣和复杂,不仅环境温度变化大、湿度大,有粉尘、振动和腐蚀气体,而且周围还有电气干扰,这些都会影响到系统的正常工作,轻则影响控制精度,重则使系统失灵瘫痪。
计算机控制系统通常要求长期连续工作,不能随意关机、复位或重新启动。
11/11/2017
概述
干扰信号出现时,系统应能抑制干扰的影响;
数据被干扰破坏时,系统应能及时发现并能纠正;
系统内部或外部出现异常情况时,应能及时给出报警信息;
当干扰导致程序脱离正常运行或进入"死循环",应能及时发现并强制进入正常程序人口或进行系统复位。
11/11/2017
概述
可靠性要求对计算机控制系统来说至关重要,而抗干扰技术是提高可靠性的一项关键技术,可以说没有采取抗干扰措施的控制系统是根本不能投入实际使用的。
11/11/2017
可靠性与抗干扰技术 基本概念
可靠性的概念
11/11/2017
(Reliability)定义
控制系统的可靠性通常是指在一定条件下,在规定时间段完成规定功能的能力。
一定的条件:
包括环境条件(如温度、湿度、粉尘、气体、振动、电磁干扰等)
工作条件(如电源电压、频率允许波动的范围、负载阻抗、允许连接的用户终端数等)
操作和维护条件(如开机关机过程、正常操作步骤、维修时间和次数等)。
11/11/2017
可靠性
规定的时间: 是可靠性的重要特征,常以数学形式表示可靠性的基本参量,如可靠度、失效率、平均故障间隔时间(MTBF:Mean Time Between Failures)、平均维护时间(MTTR:Mean Time to Repair)等
规定的功能:是指控制系统能完成任务的各项性能指标。对于不同的系统,规定的功能是不同的,如对温度控制系统,规定的功能有温度控制范围、控制精度和过渡过程时间等。
11/11/2017
可靠性
影响系统完成规定功能的干扰因素有多种
外部因素有温度、湿度、振动、电源的波动、电磁干扰、操作失误、维修时间超期等;
内部因素有器件的偶发性失效、长时间使用后性能老化以及经过试验未能发现的软件与硬件缺陷等
11/11/2017
(Error)和故障(Failure)
在干扰的作用下,系统会产生非正常工作状态,也称异常状态。
瞬时性的、功能上出现偏差的异常状态,称之为错误,错误不经停机修理也可恢复到正常工作状态;
固定性的、功能部件其必要操作能消失的异常状态,称之为故障,故障只有通过修理才能恢复到正常状态。
11/11/2017
错误(Error)和故障(Failure)
错误的自动检测、纠正和指示,对控制系统来说非常重要。
为了消除错误对系统影响,可采用一些有效方法:
增设抗干扰电路,消除来自电源、信号、空间的电磁干扰;
通过附加冗余码实现自动检错、纠错等
故障按其发生时期通常分为:
早期故障
耗损故障
偶发故障
11/11/2017