計算機控制技術8-4.ppt

1、第四節(jié) 抗電磁干擾的措施,在計算機控制系統(tǒng)中，經常存在電和磁的干擾，而使系統(tǒng)不能正常工作。 保證系統(tǒng)能正常和可靠的運行，必須采用各種減少電磁干擾影響的措施和方法。 抗干擾設計應遵循三個原則： 一是抑制干擾源，直接消除干擾產生的原因； 二是切斷電磁干擾的傳遞途徑，或者提高傳遞途徑對電磁干擾的衰減作用，以消除干擾源和受擾系統(tǒng)之間的耦合； 三是加強受擾系統(tǒng)抵抗電磁干擾的能力，降低其對干擾信號的敏感度。,第四節(jié) 抗電磁干擾的措施一、干擾源及其和電路間的耦合,一、干擾源及其和電路間的耦合 常見的干擾源： 工業(yè)電器設備產生的電火花。 各種半導體變流電路 大功率電力負荷在電流發(fā)生變化時，引起的周圍磁場的變化

2、 雷電和各種輻射 電源自身產生的干擾 電路之間通過分布電容的耦合產生的干擾 設備的機械振動產生的干擾 不同金屬接觸或聯(lián)結，因熱電效應產生的電壓干擾,第四節(jié) 抗電磁干擾的措施一、干擾源及其和電路間的耦合,常見的干擾源： 接頭間接觸不良，由于電解作用產生的化學性質電壓干擾。 電阻器的熱噪聲。 當外部的干擾源與系統(tǒng)電路的連線或元件之間，存在某種形式的耦合時，在電路中就會出現(xiàn)干擾電壓?？赡苡绊懴到y(tǒng)正常工作。下面是常見的幾種耦合形式： 阻容耦合 磁耦合 靜電耦合,第四節(jié) 抗電磁干擾的措施二、系統(tǒng)抗電磁干擾的措施,二、系統(tǒng)抗電磁干擾的措施 電源電路的抗干擾措施 采用交流穩(wěn)壓器 采用電源濾波器 電源變壓器一

3、次側、二次側間應采用靜電屏蔽措施 采用高性能的穩(wěn)壓電源 在計算機控制系統(tǒng)中，向繼電器、信號指示燈等執(zhí)行元件供電的變壓器應與向計算機等供電的變壓器分開 供電系統(tǒng)合理配線,第四節(jié) 抗電磁干擾的措施二、系統(tǒng)抗電磁干擾的措施,二、系統(tǒng)抗電磁干擾的措施 電源電路的抗干擾措施 良好的接地措施 放大器與信號源接地 電路及電路板接地 系統(tǒng)接地 信號線的屏蔽 對靜態(tài)耦合的屏蔽 對磁耦合的屏蔽 印刷電路板的抗干擾措施,第四節(jié) 抗電磁干擾的措施二、系統(tǒng)抗電磁干擾的措施,二、系統(tǒng)抗電磁干擾的措施 印刷電路板的抗干擾措施 減小引線阻抗 合理設計地線 濾波 抑制引線間的相互干擾,第五節(jié) 控制系統(tǒng)的故障診斷,控制系統(tǒng)故障診

4、斷技術是綜合利用現(xiàn)代控制理論、可靠性理論、數(shù)理統(tǒng)計、模糊集合理論和人工智能等多種學科理論和技術實現(xiàn)的。故障診斷研究的內容包括如下五個方面： 故障建模 按照先驗信息和輸入輸出關系，建立系統(tǒng)故障的數(shù)學模型和物理模型，以作為故障檢測與診斷的依據(jù)。 故障檢測 系統(tǒng)運行時，對故障進行在線檢測和報警。 故障分離 系統(tǒng)發(fā)生意外故障后，從各種現(xiàn)象中快速確定故障發(fā)生部位。 故障評定 評估確定系統(tǒng)故障的原因、程度，對系統(tǒng)工作性能的影響和發(fā)展趨勢。 故障補償 提供與故障相對應的補償方法和措施，抑制和消除故障影響，使系統(tǒng)恢復正常工況。,第五節(jié) 控制系統(tǒng)的故障診斷一、故障診斷方法簡介,一、故障診斷方法簡介 故障診斷技術

5、已經成為自動控制領域中的一個研究分支。目前主要的方法有如下幾種： 1冗余方法 硬件冗余是故障診斷的一種常用方法，它采取直接表決的方式，來判斷是否發(fā)生了故障。 2參數(shù)估計方法 當系統(tǒng)的故障可引起系統(tǒng)參數(shù)的顯著變化時，可用參數(shù)估計方法來實現(xiàn)故障診斷。采用這種方法時，先確定一個系統(tǒng)參數(shù)的置信區(qū)域，當參數(shù)的估計值超出這個區(qū)域時，則認為系統(tǒng)發(fā)生了故障。,第五節(jié) 控制系統(tǒng)的故障診斷一、故障診斷方法簡介,3狀態(tài)估計方法 發(fā)生故障時，系統(tǒng)的狀態(tài)將偏離正常值的范圍，因此可用Kalman濾波器求出系統(tǒng)狀態(tài)的最優(yōu)估計，然后根據(jù)狀態(tài)估計值出現(xiàn)的差異確定系統(tǒng)故障。 4基于專家系統(tǒng)的故障診斷 專家系統(tǒng)由知識庫和推理機兩部分組成。知識庫中存儲著從專家那里得到的關于某個領域的專門知識。推理機具有進行推理的能力，能夠根據(jù)知識庫中的知識推導出結論。根據(jù)控制系統(tǒng)運行時的信息，利用知識庫中存放的知識進行推理判斷，確定系統(tǒng)工作是否正常。,第五節(jié) 控制系統(tǒng)的故障診斷 二、計算機控制系統(tǒng)在線故障檢測方法,幾種在線故障檢測方法 程序監(jiān)視器又名看門狗 是監(jiān)視程序的執(zhí)行，當暫時故障或干擾使程序的執(zhí)行脫離了程序區(qū)，監(jiān)視器可立即發(fā)現(xiàn)并做出處理。 奇偶校驗 能夠在線檢測內存讀寫過程中的故障 DA、AD轉換器故障檢測 可由軟件控制定時向DA輸