影響測控係統精度,淺談計算機控製係統的抗幹擾技術
發布時間:2016-09-05 責任編輯:susan
【導讀】由you於yu工gong業ye現xian場chang的de工gong作zuo境jing往wang往wang十shi分fen惡e劣lie,計ji算suan機ji控kong製zhi係xi統tong不bu可ke避bi免mian地di受shou到dao各ge種zhong各ge樣yang的de幹gan擾rao。這zhe些xie幹gan擾rao可ke能neng會hui影ying響xiang到dao測ce控kong係xi統tong的de精jing度du,使shi係xi統tong的de性xing能neng指zhi標biao下xia降jiang,降jiang低di係xi統tong的de可ke靠kao性xing,甚shen至zhi導dao致zhi係xi統tong運yun行xing混hun亂luan或huo發fa生sheng故gu障zhang,進jin而er造zao成cheng生sheng產chan事shi故gu。

1、抗幹擾概述
由you於yu工gong業ye現xian場chang的de工gong作zuo境jing往wang往wang十shi分fen惡e劣lie,計ji算suan機ji控kong製zhi係xi統tong不bu可ke避bi免mian地di受shou到dao各ge種zhong各ge樣yang的de幹gan擾rao。這zhe些xie幹gan擾rao可ke能neng會hui影ying響xiang到dao測ce控kong係xi統tong的de精jing度du,使shi係xi統tong的de性xing能neng指zhi標biao 下降,降低係統的可靠性,甚至導致係統運行混亂或發生故障,進而造成生產事故。幹擾可能來自外部,也可能來自內部;它(ta)通(tong)過(guo)不(bu)同(tong)的(de)途(tu)徑(jing)作(zuo)用(yong)於(yu)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong),且(qie)其(qi)作(zuo)用(yong)程(cheng)度(du)及(ji)引(yin)起(qi)的(de)後(hou)果(guo)與(yu)幹(gan)擾(rao)的(de)性(xing)質(zhi)及(ji)幹(gan)擾(rao)的(de)強(qiang)度(du)等(deng)因(yin)素(su)有(you)關(guan)。幹(gan)擾(rao)是(shi)客(ke)觀(guan)存(cun)在(zai)的(de),研(yan)究(jiu)抗(kang)幹(gan)擾(rao)技(ji)術(shu)就(jiu)是(shi)要(yao)分(fen)清(qing)幹(gan)擾(rao)的(de)來(lai)源(yuan),探(tan)索(suo)抑(yi)製(zhi)或(huo)消(xiao)除(chu)幹(gan)擾(rao)的(de)措(cuo)施(shi),以(yi)提(ti)高(gao)計(ji)算(suan)機(ji)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)和(he)穩(wen)定(ding)性(xing)。
2、幹擾的概念
幹(gan)擾(rao)使(shi)指(zhi)有(you)用(yong)信(xin)號(hao)以(yi)外(wai)的(de)噪(zao)聲(sheng)或(huo)造(zao)成(cheng)計(ji)算(suan)機(ji)設(she)備(bei)不(bu)能(neng)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)的(de)破(po)壞(huai)因(yin)素(su)。產(chan)生(sheng)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)的(de)原(yuan)因(yin)稱(cheng)為(wei)幹(gan)擾(rao)源(yuan)。幹(gan)擾(rao)源(yuan)通(tong)過(guo)傳(chuan)播(bo)途(tu)徑(jing)影(ying)響(xiang)的(de)器(qi)件(jian)或(huo)係(xi)統(tong)稱(cheng)為(wei)幹(gan)擾(rao)對(dui)象(xiang)。幹(gan)擾(rao)源(yuan)、傳(chuan)播(bo)途(tu)徑(jing)和(he)幹(gan)擾(rao)對(dui)象(xiang)構(gou)成(cheng)了(le)幹(gan)擾(rao)係(xi)統(tong)的(de)三(san)個(ge)因(yin)素(su)。抗(kang)幹(gan)擾(rao)技(ji)術(shu)就(jiu)是(shi)通(tong)過(guo)對(dui)這(zhe)三(san)要(yao)素(su)中(zhong)的(de)一(yi)個(ge)或(huo)多(duo)個(ge)采(cai)取(qu)措(cuo)施(shi)來(lai)實(shi)現(xian)的(de)。為(wei)了(le)有(you)效(xiao)的(de)抑(yi)製(zhi)和(he)消(xiao)除(chu)幹(gan)擾(rao),首(shou)先(xian)要(yao)分(fen)清(qing)幹(gan)擾(rao)的(de)來(lai)源(yuan)、傳播途徑以及幹擾的作用方式。
3、幹擾的來源
jisuanjikongzhixitongzhongganraodelaiyuanshiduofangmiande,youshishenzhishicuozongfuza。zongtishang,anzhaolaiyuan,ganraokefenweineibuganraohewaibuganrao。waibuganraoyuxitongsuozaihuanjingheshiyongtiaojianyouguan,yuxitongneibujiegouwuguan。neibuganraozeyouxitongjiegoubuju、製造工藝等引入。
外部幹擾:與係統結構無關,是由使用條件和外部環境決定的。外部幹擾主要有:天電幹擾,如雷電或大氣電離作用引起的幹擾電波;天體幹擾,如太陽或其它星球輻射的電磁波;周圍電氣設備發出的電磁波幹擾;電源的工頻幹擾;氣象條件引起的幹擾,如濕度、溫度等;地磁場幹擾;火花放電、弧光放電、輝光放電等產生的電磁波等。
內部幹擾:是由係統的結構布局、線路設計、元器件性質變化和漂移等原因造成的,主要有:分別電容、分布電感引起的耦合感應;電磁場輻射感應;長線傳輸的波反射;多點接地造成的電位差引入的幹擾;寄生震蕩引起的幹擾以及熱噪聲、閃變噪聲、尖峰噪聲等。
4、幹擾的傳播途徑
在(zai)計(ji)算(suan)機(ji)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)現(xian)場(chang)往(wang)往(wang)有(you)許(xu)多(duo)強(qiang)電(dian)設(she)備(bei),它(ta)們(men)在(zai)起(qi)動(dong)和(he)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)中(zhong)將(jiang)產(chan)生(sheng)幹(gan)擾(rao)電(dian)磁(ci)場(chang),另(ling)外(wai)還(hai)有(you)來(lai)自(zi)空(kong)間(jian)傳(chuan)播(bo)的(de)電(dian)磁(ci)波(bo)和(he)雷(lei)電(dian)幹(gan)擾(rao),以(yi)及(ji)高(gao)壓(ya)輸(shu)電(dian)線(xian)周(zhou)圍(wei)交(jiao)變(bian)磁(ci)場(chang)的(de)影(ying)響(xiang)等(deng)。幹(gan)擾(rao)傳(chuan)播(bo)途(tu)徑(jing)主(zhu)要(yao)有(you):電場耦合、磁場耦合、公共阻抗耦合。
電場耦合:又稱靜電耦合,是通過電容耦合竄入其它線路的。兩根導線之間會構成分布電容,印製電路板上各印製電線之間、bianyaqixianzazhijianheraoxianzhijiandouhuigouchengfenbudianrong。zhexiefenbudianrongdecunzaikeyiweiganraoxinhaotigongganraodiankangtongdao,dianchangganraojiukeyiyougaitongdaocuanruxitong,xingchengganrao。
磁場耦合:在(zai)任(ren)何(he)載(zai)流(liu)導(dao)體(ti)周(zhou)圍(wei)都(dou)會(hui)產(chan)生(sheng)磁(ci)場(chang),當(dang)電(dian)流(liu)變(bian)化(hua)時(shi)會(hui)產(chan)生(sheng)交(jiao)變(bian)磁(ci)場(chang),該(gai)磁(ci)場(chang)必(bi)然(ran)會(hui)在(zai)其(qi)周(zhou)圍(wei)的(de)閉(bi)合(he)回(hui)路(lu)中(zhong)產(chan)生(sheng)感(gan)應(ying)電(dian)勢(shi)引(yin)起(qi)幹(gan)擾(rao),它(ta)是(shi)通(tong)過(guo)導(dao)體(ti)間(jian)互(hu)感(gan)耦(ou)合(he)進(jin)來(lai)的(de)。在(zai)設(she)備(bei)內(nei)部(bu),線(xian)圈(quan)或(huo)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)漏(lou)磁(ci)也(ye)會(hui)引(yin)起(qi)幹(gan)擾(rao);zaishebeiwaibu,pingxingjiashedelianggendaoxianyehuichanshengganrao。diancifushehuizaochengcichangouheganrao,rugaopindianliuliuguodaotishi,zaigaidaotizhouweibianchanshenglexiangkongjianchuanbodediancibo。zhexieganraojiyitongguodianyuanxianhechangxinhaoxianouhedaojisuanjizhong。lingwai,changxianganraojuyoutianxianxiaoying,jinenggoufusheganraobohejieshouganraobo。
公共阻抗耦合:是shi由you於yu電dian流liu流liu過guo回hui路lu間jian公gong共gong阻zu抗kang,使shi得de一yi個ge回hui路lu的de電dian流liu所suo產chan生sheng的de電dian壓ya降jiang影ying響xiang到dao另ling一yi回hui路lu。在zai計ji算suan機ji控kong製zhi係xi統tong中zhong,普pu遍bian存cun在zai公gong共gong耦ou合he阻zu抗kang,例li如ru,電dian源yuan引yin線xian、印刷電路板上的地和公共電源線、彙(hui)流(liu)排(pai)等(deng)。這(zhe)些(xie)彙(hui)流(liu)排(pai)都(dou)都(dou)具(ju)有(you)一(yi)定(ding)的(de)阻(zu)抗(kang),對(dui)於(yu)多(duo)回(hui)路(lu)來(lai)講(jiang),就(jiu)是(shi)公(gong)共(gong)耦(ou)合(he)阻(zu)抗(kang)。當(dang)流(liu)過(guo)較(jiao)大(da)的(de)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)電(dian)流(liu)時(shi),其(qi)作(zuo)用(yong)就(jiu)像(xiang)是(shi)一(yi)根(gen)天(tian)線(xian),將(jiang)幹(gan)擾(rao)引(yin)入(ru)到(dao)各(ge)回(hui)路(lu)中(zhong)。同(tong)時(shi),各(ge)回(hui)流(liu)條(tiao)之(zhi)間(jian)具(ju)有(you)電(dian)容(rong),數(shu)字(zi)脈(mai)衝(chong)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)這(zhe)個(ge)電(dian)容(rong)耦(ou)合(he)過(guo)來(lai)。印(yin)製(zhi)板(ban)上(shang)的(de)地(di),實(shi)質(zhi)上(shang)就(jiu)是(shi)公(gong)共(gong)回(hui)流(liu)線(xian),由(you)於(yu)它(ta)仍(reng)然(ran)具(ju)有(you)一(yi)定(ding)的(de)電(dian)阻(zu),各(ge)電(dian)路(lu)之(zhi)間(jian)就(jiu)通(tong)過(guo)它(ta)產(chan)生(sheng)信(xin)號(hao)耦(ou)合(he)。
5、幹擾的作用方式
按幹擾作用方式的不同,幹擾可分為:差模幹擾、共模幹擾和長線傳輸幹擾。
差模幹擾:也ye稱cheng串chuan模mo幹gan擾rao,就jiu是shi串chuan聯lian與yu信xin號hao源yuan回hui路lu之zhi中zhong的de幹gan擾rao。它ta串chuan聯lian在zai信xin號hao源yuan回hui路lu中zhong,與yu被bei測ce信xin號hao相xiang加jia後hou輸shu入ru係xi統tong。產chan生sheng差cha模mo幹gan擾rao的de因yin素su主zhu要yao有you分fen布bu電dian容rong的de靜jing電dian耦ou合he、空間的磁場耦合、長線傳輸的互感、50HZ的工頻幹擾,以及信號回路中元件的參數變化等。
共模幹擾:用於過程控製的計算機的地、信xin號hao放fang大da器qi的de地di和he現xian場chang信xin號hao源yuan的de地di之zhi間jian通tong常chang要yao隔ge一yi段duan距ju離li,長chang達da幾ji十shi米mi甚shen至zhi上shang百bai米mi,在zai兩liang個ge接jie地di點dian之zhi間jian往wang往wang存cun在zai一yi個ge電dian位wei差cha,這zhe個ge電dian位wei差cha對dui放fang大da器qi的de幹gan擾rao,稱cheng為wei共gong模mo幹gan擾rao,也ye稱cheng為wei共gong態tai幹gan擾rao或huo縱zong向xiang幹gan擾rao。這zhe種zhong幹gan擾rao可ke以yi是shi直zhi流liu幹gan擾rao也ye可ke以yi是shi交jiao流liu幹gan擾rao,其qi幅fu值zhi可ke以yi是shi幾ji伏fu甚shen至zhi更geng高gao,取qu決jue於yu現xian場chang產chan生sheng幹gan擾rao的de環huan境jing條tiao件jian和he計ji算suan機ji等deng設she備bei的de接jie地di情qing況kuang。
長線傳輸幹擾:在zai計ji算suan機ji控kong製zhi係xi統tong中zhong,現xian場chang信xin號hao到dao控kong製zhi計ji算suan機ji以yi及ji控kong製zhi計ji算suan機ji到dao現xian場chang執zhi行xing機ji構gou,都dou需xu要yao一yi段duan較jiao長chang的de線xian路lu進jin行xing信xin號hao傳chuan輸shu,即ji長chang線xian傳chuan輸shu。對dui於yu高gao速su信xin號hao傳chuan輸shu的de線xian路lu,即ji在zai高gao頻pin信xin號hao電dian路lu中zhong,多duo長chang的de導dao線xian可ke作zuo為wei長chang線xian,取qu決jue於yu電dian路lu信xin號hao頻pin率lv的de大da小xiao,在zai有you些xie情qing況kuang下xia,可ke能neng1m左右的線就應作為長線看待。
信號在長線中傳輸會遇到三個問題:一是高速變化的信號在長線中傳輸時出現的波反射現象,二是具有信號延時,三是長線傳輸會遇到外界幹擾。
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