计算机控制系统中的抗干扰技术.pdfVIP

计算机控制技术 第9章 计算机控制系统中的抗干扰技术  本章的教学目的与要求 掌握各种干扰的传播途径与作用方式以及软硬件抗干扰技术。  授课主要内容  干扰的传播途径与作用方式  软硬件抗干扰技术  主要外语词汇  重点、难点及对学生的要求 说明：带“ ”表示要掌握的重点内容，带“”表示要求理解的内容，带“”表示 *** ** * 要求了解的内容，带“☆”表示难点内容，无任何符号的表示要求自学的内容  干扰的类型***  干扰的传播途径***☆  各类干扰的抑制方法***  辅助教学情况 多媒体教学课件（POWERPOINT）  复习思考题  干扰的类型  干扰的传播途径  各类干扰的抑制方法  参考资料 刘川来，胡乃平，计算机控制技术，青岛科技大学讲义 计算机控制技术 计算机控制技术 干扰是客观存在的，研究抗干扰技术就是要分清干扰的来源，探索抑制或消除干扰的措 施，以提高计算机控制系统的可靠性和稳定性。 9.1 干扰的传播途径与作用方式 干扰是指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。产生干扰信 号的原因称为信号源。干扰源通过传播途径影响的器件或系统称为干扰对象。干扰源、传播 途径及干扰对象构成了干扰系统的三个要素。 9.1.1 干扰的来源 1．外部干扰 2．内部干扰 9.1.2 干扰传播途径 干扰传播途径主要有：静电耦合、磁场耦合、公共阻抗耦合。 1. 静电耦合 静电耦合是通过电容耦合窜入其他线路的。 2. 磁场耦合 在任何载流导体周围都会产生磁场，当电流变化时会引起交变磁场，该磁场必然在其周 围的闭合回路中产生感应电势引起干扰，它是通过导体间互感耦合进来的。 3公共阻抗耦合 公共阻抗耦合干扰是由于电流流过回路间公共阻抗，使得一个回路的电流所产生的电压 降影响到另一回路。 9.1.3 干扰的作用方式 按干扰作用方式的不同，可分为串模干扰、共模干扰和长线传输干扰。 1. 串模干扰 串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰噪声，它串联在信号源回路中，与被测信号相加 输入系统. 图9.6 串模干扰示意图 图9.7 共模干扰示意图 计算机控制技术 产生串模干扰的原因主要有分布电容的静电耦合，空间的磁场耦合，长线传输的互感， 50Hz工频干扰，以及信号回路中元件参数变化等。 2. 共模干扰 共模干扰是指系统的两个信号输入端上所共有的干扰电压，可以是直流电压，也可以是 交流电压，其幅值达几伏甚至更高，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。共模干扰也称为共态干扰或纵向干扰。 图9.8 两种输入方式时共模电压的引入 (a) 单端对地输入方式 (b) 双端不对地输入方式 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，多长的导线可作为长线，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。 9.2 硬件抗干扰技术 9.2.1 电源系统的抗干扰技术 1. 供电方式 为了防止产生电源干扰，计算机控制系统的供电一般由图9.9所示结构。 图9.9 计算机控制系统的供电方式 2. 尖峰脉冲干扰的抑制 抑制尖峰干扰最常用的方法主要有三种：在交流电源的输入端并联压敏电阻；采用铁磁 共振原理(如采用超级隔离变压器)；在交流电源输入端串入均衡器，即干扰抑制器。另外， 使系统远离干扰源，对大功率用电设备采取专门措施抑制尖峰干扰的产生等都是可