控制系统的抗干扰性能研究

摘要：在以往的控制系统中，dcs所发送的信号时常受到不同程度的干扰，甚至达到影响正常生产和设备安全的程度；产生干扰的原因很多，但系统接地等因素是主要原因；本文拟就其干扰源进行分析，并提出抗干扰的具体措施。

关键词：控制系统干扰接地系统抗干扰安全措施

中图分类号：tn9 文献标识码：a 文章编号：1007-9416（2012）11-0012-02

1、前言

控制系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键，dcs 控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产和经济运行。由于生产过程的高度复杂和高度自动化，操作人员对自动控制系统的依赖性越来越大，如果系统中出现故障，不但会破坏被控设备、危及操作人员的安全，而且仅仅短期停车造成的损失就会超过系统本身的价格。因此，研究dcs系统安全、可靠地运行有着极其重要的意义。尤其在系统的抗干扰方面。

2、主要干扰源及抗干扰性能分析

现场生产经验表明，控制系统的干扰源主要来自大型的转动设备如大功率电机、空压机等，而研究表明，某些流速高，电导率强的工艺介质，在特殊情况下，由于存在特定场合的切割磁力线运动，也会对控制系统的信号传输造成干扰。

电子系统抗干扰

电子系统抗干扰一．概述在电子系统设计中，应充分考虑并满足抗干扰性的要求。形成干扰的基本要素有三个：1）干扰源，指产生干扰的元件、设备或信号； 2）耦合路径，指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介； 3）敏感器件，指容易被干扰的对象。抗干扰设计的基本原则是：抑制干扰源，切断干扰耦合路径，提高敏感器件的抗干扰性能。二．干扰源用数学语言描述，du/dt、di/dt大的地方就是干扰源。电磁干扰源主要包括雷电、静电放电、开关电源、传送器（通信设备）、瞬时功率执行元件（如继电器、起辉器）、可控硅、电机、高频时钟等。系统各部件之间也会相互干扰。抑制干扰源就是要尽可能的减小干扰源的du/dt、di/dt。这是抗干扰设计中最优先考虑和最重要的原则。减小干扰源的du/dt可以通过在干扰源两端并联电容来实现。减小干扰源的di/dt则通过在干扰源回路中串联电感或电阻以及增加续流二极管来实现。抑制干扰源的常用措施如下： 1对电源部分进行PCB设计时，要使用大面积铺地，尽量增大供电线宽度以降低噪声。并对电源部分采取滤波措施。 2，对电机、继电器等线圈器件增加续流二极管，消除断开线圈时产生的反向电动势的干扰。并在线圈两端并接火花抑制电路（可用RC串联电路）。 3，给电机加滤波电路，注意电容、电感引线要尽量短。 4，电路板上每个IC要并接一个0.01uF～0.1uF的高频电容，以减小IC对电源的影响。高频电容应靠近电源端并尽量粗短，否则，等于增大了电容的等效串联电阻，会影响滤波效

果。 5，布线时避免90度折线，减少高频噪声发射。 6，可控硅两端并接RC抑制电路，减小可控硅产生的噪声（这个噪声严重时可能会把可控硅击穿）。三．耦合路径按干扰的传播路径可将其分为传导干扰和辐射干扰两类。 3.1 传导干扰：所谓传导干扰是指通过导线传播到敏感器件的干扰。多发生在低频电路中。例如一条导线在一个有噪声的环境中经过，这条导线通过感应将接受这个噪声并且将它传递到电路的其余部分。例如两个电路共享电源导线及接地导线，则其中一个电路中的变压波动会通过电源线及接地线传导至另一电路中。噪声和有用信号的频带不同，可以通过在导线上增加滤波器的方法切断噪声的传播，有时也可加隔离光耦来解决。电源噪声的危害最大，要特别注意处理。 3.2 辐射干扰所谓辐射干扰是指通过空间辐射传播到敏感器件的干扰。多发生在高频电路中。一般的解决方法是增加干扰源与敏感器件的距离，用地线把它们隔离和在敏感器件上加屏蔽罩。3.3 切断耦合路径的常用措施： 1，充分考虑电源对单片机的影响。电源做得好，整个电路的抗干扰就解决了一大半。许多单片机对电源噪声很敏感,要给单片机电源加滤波电路或稳压器，以减小电源噪声对单片机的干扰。滤波器可分为吸收式滤波器和反射式滤波器。反射式滤波器一般由电容和电感组成，能阻止无用信号并将其反射回信号源。吸收式滤波器一般由铁氧体材料制成，能将不希望的信号吸收掉。 2，如果单片机的I/O口用来控制电机等噪声器件，在I/O口与噪声源之间应加隔离（滤

控制系统的性能分析

一、实验名称：控制系统的性能分析二、实验目的：熟悉控制系统性能分析常用的几个CAD函数，绘制二阶系统在不同阻尼比取值下的单位阶跃响应曲线，绘制根轨迹图、Bode图和Nyquist图，并对其进行稳定性的分析。三、实验原理：二阶系统的阶跃响应及阶跃响应指标：假设系统的开环模型G0（s)=w n2/s(s+2*ζ*w n)，并假设由单位负反馈构造出这个闭环控制系统模型，则定义ζ为系统的阻尼比，w n为系统的自然震荡频率，这时闭环系统模型可以写成G(s)=w n2/(s2+2*ζ*w n*s+w n2)，并利用matlab绘制出起阶跃响应曲线。线性系统的阶跃响应可以通过step()函数直接求取。根轨迹图的绘制：假设单变量系统的开环传递函数为G(s)，并且控制器为增益K，整个系统是由单位负反馈构成的闭环系统，这样就可以求出闭环系统的数学模型Gc(s)=KG(s)/(1+KG(s）），可见，闭环系统的特征根可以由下面的方程求出 1+KG(s)=0 并可以化成多项式方程求根的问题。对K的不同取值，则坑能绘制出每个特征根变化的曲线，这样的曲线称为根轨迹。在matlab中提供了rlocus()函数，可直接用于系统的根轨迹的绘制，根轨迹函数的调用方法也很直观，用rlocus()就可以直接绘制出来。 Matlab中对线性系统的频域分析可以利用bode()和nyquist()函数绘制bode图和nyquist 图进行分析，bode图可以同时分析系统的幅值、相位与频率之间的关系。四、实验内容： 1、时域分析绘制二阶系统在不同阻尼比取值下的单位阶跃响应曲线，并说明阻尼比对系统性能的影响。（1）绘制二阶系统在不同阻尼比取值下的单位阶跃响应图可有两种方式程序一 for zet=1:6;den=[1,zet*.2,1]; sys(zet)=tf(1,den);end step(sys(1),sys(2),sys(3),sys(4),sys(5),sys(6),14),grid 程序二 sys1=tf(1,[1,.2,1]); sys2=tf(1,[1,.4,1]); sys3=tf(1,[1,.6,1]); sys4=tf(1,[1,.8,1]); sys5=tf(1,[1,1,1]); Sys6=tf(1,[1,1.2,1]); step(sys1,sys2,sys3,sys4,sys5,sys6,14),grid 绘制出的图形如下图

计算机控制系统中的抗干扰技术

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

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

2018年自动控制原理期末考试题[附答案解析]

. 2017 年自动控制原理期末考试卷与答案一、填空题（每空1分，共20分） 1、对自动控制系统的基本要求可以概括为三个方面，即：稳定性、快速性和准确性。 2、控制系统的输出拉氏变换与输入拉氏变换在零初始条件下的比值称为传递函数。 3、在经典控制理论中，可采用劳斯判据(或：时域分析法)、根轨迹法或奈奎斯特判据( 或：频域分析法 ) 等方法判断线性控制系统稳定性。 4、控制系统的数学模型，取决于系统结构和参数 , 与外作用及初始条件无关。 5、线性系统的对数幅频特性，纵坐标取值为20lg A( ) ( 或： L( ) ) ，横坐标为 lg 。 6、奈奎斯特稳定判据中， Z = P - R，其中 P 是指开环传函中具有正实部的极点的个数，Z是指闭环传函中具有正实部的极点的个数， R 指奈氏曲线逆时针方向包围 (-1, j0 )整圈数。 7、在二阶系统的单位阶跃响应图中，t s定义为调整时间。%是超调量。 A()K K22 8、设系统的开环传递函数为，则其开环幅频特性为(T1 )1(T2 )1，相 s(T1s 1)(T2 s 1) 频特性为()900tg 1(T1 ) tg 1(T2 ) 。 9、反馈控制又称偏差控制，其控制作用是通过给定值与反馈量的差值进行的。 10、若某系统的单位脉冲响应为g (t) 10e 0.2 t5e 0.5t，则该系统的传递函数G(s) 为105。 s0.2 s s 0.5s 11、自动控制系统有两种基本控制方式，当控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制系统；当控制装置与受控对象之间不但有顺向作用而且还有反向联系时，称为闭环控制系统；含有测速发电机的电动机速度控制系统，属于闭环控制系统。 12、根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。 13、稳定是对控制系统最基本的要求，若一个控制系统的响应曲线为衰减振荡，则该系统稳定。判断

数字电子系统的抗干扰设计

数字电子系统的抗干扰设计摘要:主要描述了数字电子系统中不易解决的电源噪声干扰和传导干扰问题，并介绍了几种解决问题的途径和方法。关键词：电源;传导；干扰;抑制 1 引言每个电气工程师和电气工程技术人员都希望他所设计的设备工作可靠,不会被其它设备干扰，也不会干扰其它设备。但是，由于电气噪气和电磁干扰几乎无处不在,所以,我们设计的产品往往达不到这些目标。如果不能有效地解决这些问题，我们可能必须放弃这些项目或者采取修修补补的办法,这样一来既浪费了我们投资项目的所有时问、资金和努力,又可能使产品性能大打折扣。二：一般在工作的开始就必须将干扰措施设计成产品。这一般包含四个步骤的过程： (1)了解干扰的类型和来源干扰源：是指产生干扰的元件、设备或信号，用数学语言描述:dｕ/ｄｔ， di／dt大的地方就是干扰源。如：继电器、

雷电、电机、可控硅、高频时钟等都可能（2)在设计电路时尽量消除或减小这些干扰对系统的影响; (3)设计线路板、导线的结构尽量消除这些问题，必要时，使用干扰抑制器件; (4)将系统分成模块调试，保证每个子系统组装正确无误、工作正常,在进行进一步组装前不会有任何问题。通过一开始就正确地设计系统，经常提前完成任务,成本也较低。干扰一般有电源噪声干扰、空间干扰(即场干扰)和传导干扰。空间干扰都通过电磁波辐射窜人系统；传导干扰则通过与系统相连接的导线，如,以与前向通道和后向通道等进人系统；电源噪声干扰有过压、欠压、浪涌电压、尖峰电压等。2．１抗干扰设计的几个原则：即尽可能的减小干扰源的du/dt, di／dt。这是抗干扰设计中最优先考虑和最重要的原则,常常会起到事半功倍的效果。减小干扰源的dｕ/dt主要是通过在干扰源两端并联电容来实现。减小干扰源的ｄi／ｄt则是在干扰源回路串联电感或电阻以及增加续流二极管来实现。抑制干扰源的常用措施如下: ①继电器线圈增加续流二极管,消

控制系统性能指标

第五章线性系统的频域分析法一、频率特性四、稳定裕度二、开环系统的典型环节分解五、闭环系统的频域性能指标和开环频率特性曲线的绘制三、频率域稳定判据本章主要内容： 1 控制系统的频带宽度 2 系统带宽的选择 3 确定闭环频率特性的图解方法 4 闭环系统频域指标和时域指标的转换五、闭环系统的频域性能指标

1 控制系统的频带宽度 1 频带宽度当闭环幅频特性下降到频率为零时的分贝值以下3分贝时，对应的频率称为带宽频率，记为ωb。即当ω>ωb 而频率范围（0，ωb）称为系统带宽。根据带宽定义，对高于带宽频率的正弦输入信号，系统输出将呈现较大的衰减，因此选取适当的带宽，可以抑制高频噪声的影响。但带宽过窄又会影响系统正弦输入信号的能力，降低瞬态响应的速度。因此在设计系统时，对于频率宽度的确定必须兼顾到系统的响应速度和抗高频干扰的要求。 2、I型和II型系统的带宽 2、系统带宽的选择由于系统会受多种非线性因素的影响，系统的输入和输出端不可避免的存在确定性扰动和随机噪声，因此控制系统的带宽的选择需综合考虑各种输入信号的频率范围及其对系统性能的影响，即应使系统对输入信号具有良好的跟踪能力和对扰动信号具有较强的抑制能力。总而言之，系统的分析应区分输入信号的性质、位置，根据其频谱或谱密度以及相应的传递函数选择合适带宽，而系统设计主要是围绕带宽来进行的。 3、确定闭环频率特性的图解方法

1、尼科尔斯图线设开环和闭环频率特性为 4、闭环系统频域指标和时域指标的转换工程中常用根据相角裕度γ和截止频率ω估算时域指标的两种方法。相角裕度γ表明系统的稳定程度，而系统的稳定程度直接影响时域指标σ%、ts。 1、系统闭环和开环频域指标的关系系统开环指标截止频率ωc与闭环带宽ωb有着密切的关系。对于两个稳定程度相仿的系统，ωc大的系统，ωb也大；ωc小的系统，ωb也小。因此ωc和系统响应速度存在正比关系，ωc可用来衡量系统的响应速度。又由于闭环振荡性指标谐振Mr和开环指标相角裕度γ都能表征系统的稳定程度。系统开环相频特性可表示为

控制系统抗干扰设计与措施

控制系统抗干扰设计与措施发表时间：2019-01-25T15:03:19.950Z 来源：《基层建设》2018年第35期作者：刘江山[导读] 摘要：控制系统的抗干扰能力关系到整个系统的可靠运行。国网新疆电力有限公司电力科学研究院新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830011 摘要：控制系统的抗干扰能力关系到整个系统的可靠运行。抗干扰设计可以通过设备选型和综合抗干扰设计进行，采用优质电源、铠装屏蔽电缆以及选择正确的接地方式等措施提高抗干扰能力。关键词：控制系统、电磁干扰、抗干扰设计 1概述随着科学技术的发展，控制系统在工业中的应用越来越广泛。控制系统的可靠性直接影响到企业的安全生产和经济运行，系统的抗干扰能力关系到整个系统的可靠运行。自动化系统中所使用的各种类型控制系统，有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各电机设备上，它们大多在强电电路和设备所造成的恶劣电磁环境中运行。要提高控制系统可靠性，这就要求控制系统生产厂家用提高设备的抗干扰能力；同时在工程设计、安装调试和使用维护中引起高度重视，增强系统的抗干扰性能。 2控制系统中电磁干扰源及对系统的影响 2.1系统信号的干扰控制系统连接的各类信号传输线，除了传输有效的各类信号之外，总会有外部干扰信号侵入。此干扰主要有两种途径：一是通过变送器或共用信号仪表的供电电源串入的电网干扰，这往往被忽视；二是信号线受电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰，这是很严重的。由信号引入干扰会引起I/O信号工作异常和测量精度大大降低，严重时将引起元器件损坏。对于隔离性能差的系统，还将导致信号间互相干扰。控制系统因信号引入干扰造成I/O模件损坏数相当严重，由此引起系统故障的情况也很多。接地是提高电子设备电磁兼容性的有效手段之一。正确的接地，既能抑制电磁干扰，又能抑制设备向外发出干扰；而错误的接地反而会引入严重的干扰信号，使控制系统无法正常工作。此外，屏蔽层、接地线和大地有可能构成闭合环路，在变化磁场的作用下，屏蔽层内有会出现感应电流，通过屏蔽层与芯线之间的耦合，形成干扰信号回路。若系统地与其它接地处理混乱，所产生的地环流就可能在地线上产生不等电位分布，影响控制系统内逻辑电路和模拟电路的正常工作。控制系统工作的逻辑电压干扰容限较低，逻辑地电位的分布干扰容易影响控制系统的逻辑运算和数据存储，造成数据混乱、程序故障或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降，引起对信号测控的严重失真和误动作。 2.2控制系统内部的干扰主要由系统内部元器件及电路间的互相电磁辐射产生，如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响，模拟地与逻辑地的相互影响及元器间的互相不匹配使用等。这属于控制系统制造厂对系统内部进行电磁兼容设计内容，但要选择具有较多应用业绩或经过考验的系统。 3控制系统工程的抗干扰设计为了保证系统在工业电磁环境中免受或减少内外电磁干扰，必须从设计阶段开始便采取抑制措施：抑制干扰源、切断或衰减电磁干扰的传播途径、提高装置和系统的抗干扰能力。控制系统的抗干扰是一个系统工程，要求制造单位设计生产有较强抗干扰能力的产品，使用部门在工程设计、安装调试和运行维护中予以全面考虑，才能保证系统的电磁兼容性的运行可靠性。 3.1设备选型在选择设备时，首先要选择有较高抗干扰能力的产品，尤其是抗外部干扰能力，如采用浮空技术、隔离性能好的控制系统系统；其次还应了解生产厂给出的抗干扰指标，如共模拟制比、差模拟制比、耐压能力、允许在多大电场强度和多高频率的磁场强度环境中工作；另外是靠考查其在类似工作中的应用实绩，国内工业现场的电磁干扰相比欧美地区高许多，对系统抗干扰性能要求更高，因此要求进口设备的抗干扰能力更高。 3.2综合抗干扰设计主要考虑来自系统外部的几种干扰抑制措施。主要包括：对控制系统及外引线进行屏蔽以防空间辐射电磁干扰；对外引线进行隔离、滤波，特别是动力电缆，分层布置，以防通过外引线引入传导电磁干扰；正确设计接地点和接地装置，完善接地系统。另外还必须利用软件手段，进一步提高系统的安全可靠性。 4抗干扰措施 4.1采用性能优良的电源在控制系统中，电源占有极重要的地位。电源干扰串入控制系统主要通道（如CPU电源、I/O电源等）、变送器供电电源和与控制系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。现在，对于控制系统供电的电源，一般都采用隔离性能较好电源，而对于变送器和控制系统的供电电源，并没受到足够的重视，虽然采取了一定的隔离措施，但效果不大。所以，对于变送器和共用信号仪表供电应选择分布电容小、抑制带大（如采用多次隔离和屏蔽及漏感技术）的配电器，以减少控制系统的干扰。目前采用在线式不间断供电电源（UPS）供电，提高供电的安全可靠性。并且UPS还具有较强的干扰隔离性能，是一种理想电源。 4.2电缆的选择及敷设为了减少动力电缆辐射电磁干扰，尤其是变频装置馈电电缆，采用了铠装屏蔽动力电缆，从而降低了动力线产生的电磁干扰。不同类型的信号分别由不同电缆传输，信号电缆应按传输信号种类分层敷设，严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号，避免信号线与动力电缆靠近平行敷设，以减少电磁干扰。 4.3正确选择接地方式，完善接地系统接地的目的通常有2个，其一为了安全，其二为了抑制干扰。完善的接地系统是控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。信号源接地时，屏蔽层应在信号侧接地；不接地时，应在控制系统侧接地；信号线中间有接头时，屏蔽层应牢固连接并进行绝缘处理，一定要避免多点接地；多个测点信号的屏蔽双绞线与多芯对绞总屏电缆连接时，各屏蔽层应相互连接好，并经绝缘处理。选择适当的接地处单点接地。

PLC控制系统抗干扰技术设计策略

PLC控制系统抗干扰技术设计策略中文摘要自动化系统所使用的各种类型PLC中，有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各电机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高PLC控制系统可靠性，一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力，另一方面要求应用部门在工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。关键词PLC,industry automation,anti-interference,可编程控制器,自动化

Title:PLC control system anti-jamming technology design strategy Abstract Automation systems used in various types of PLC , some centrally installed in the control room , some installation on production sites and electrical equipment , most of them in a harsh electromagnetic environment formed by the strong electric circuits and power installations . Keywords PLC industry automation anti-interference Programmable controllers automation

数字电子系统硬件抗干扰分析毕业论文

毕业设计论文数字电子系统硬件抗干扰分析系电子信息工程系专业电子信息工程技术（嵌入式系统工程技术）姓名班级电信083（系统）学号0801133131 指导教师职称讲师设计时间2010.11.22－2011.1.8

目录摘要 (2) 关键词： (2) 第一章引言 (3) 1.1 课题研究现状 (3) 1.2 论文主要内容 (4) 第二章电磁干扰的基本理论 (5) 2.1 电磁干扰的概述 (5) 2.1.1 形成干扰的基本要素 (5) 2.1.2 电磁干扰源及其传输通道 (5) 2.2 抑制电磁干扰的有效措施 (6) 第三章数字电路的硬件抗干扰措施 (7) 3.1 器件使用时的抗干扰措施 (7) 3.2 电路设计中抗干扰措施 (7) 3.2.1 接地技术 (7) 3.2.2 滤波技术 (9) 3.2.3 隔离技术 (10) 3.3 线路板设计时的抗干扰措施 (12) 3.3.1 线路板走线原则 (12) 3.3.2 PCB合理设置去耦电容 (14) 3.3.3 PCB特殊元件的放置 (16) 第四章结论 (17) 致谢 (18) 参考文献 (19)

摘要每个电气工程师和电气工程技术人员都希望他所设计的设备工作可靠，不会被其它设备干扰，也不会干扰其它设备。但是，由于电气噪声和电磁干扰几乎无处不在，所以，我们设计的产品往往达不到这些目标。如果不能有效地解决这些问题，我们可能必须放弃这些项目或者采取修修补补的办法，这样一来既浪费了我们投资项目的所用时间、资金和努力，又可能使产品性能大打折扣。在数字电路中干扰分析非常重要，是决定电路工作性能的关键因素，也是我们在做实验前必须要进行的工作。本文主要从数字电路硬件抗干扰设计的常用措施入手，首先分析了电磁干扰的基本理论，重点阐述了电磁干扰源，以传导干扰和辐射干扰为例进行分析。然后从硬件方面来分析抗干扰措施，硬件方面主要从器件使用中抗干扰措施、电路设计抗干扰措施、印制板电路抗干扰措施三方面入手，重点分析了电路设计中抗干扰措施的三个方面：接地技术、滤波技术、隔离技术，并对其进行适当的展开分析。并且对PCB 干扰提出了如下几项项措施：线路板走线原则、合理设置去耦电容、特殊器件的处理。虽然数字电路抗干扰措施种类很多，但每项措施都有很强的针对性，所以在具体应用中须根据实际情况来灵活采取措施，不能盲目随从，否则会适得其反。关键词：数字电子系统；电磁兼容；电磁干扰；屏蔽技术

自动控制原理典型系统分析

222010322072023 付珣利自动化01班位置随动系统：控制系统原理图（作业一） 1.1系统方块图 1.2控制方案若电网电压受到波动，ui↑则δu↑u↑n↑uo↑ 所以δu↓u↓n↓从而使n达到稳定。（作业二） 2.1由原理可知：

Θe （s ）=Θi （s ）—Θ0（s ） US （s ）=K0Θe （s ） Us （s ）=Raia(s)+LaSia+Eb （s ） M(s)=C m ia(s) JS 2θ0(S)+fs θ (S)= M(s)-Mc (s) Eb(s)=Kb θ0(S) 2.2系统传递函数 ) ()(0s s i θθ= () ) )((1))((1)(1))((3 2103 210f JS R S L S K C f JS R S L S C K K K K f JS R S L S K C f JS R S L S C K K K K a a b m a a m a a b m a a m +++ ++++++ ++= m b m a a m C K K K K K C f JS R S L S C K K K K 32103210))((++++ 2.3动态结构图设定参数：f=20N,J=20K ·m 2,a R =20 Ω,La=1H,Ko=40,k1k2k3=100,Cm=1,Kb=0 （因为暂取Kb=0，测速反馈通道相当于没加进）

图.动态结构图则开环传递函数为：G(s)= ) 105.0)(1(10 ++s s s 闭环传递函数：Ψ（s ）=10 )105.0)(1(10 +++s s s 2.4信号流图（作业三）系统性能 3.1系统响应及动态性能指标单位阶跃响应曲线：由阶跃响应曲线可得知：系统是稳定的，但震荡次数较多。由闭环主导极点

电子设备的抗干扰方法1

关于电子设备的抗干扰方法研究【摘要】随着电子技术的不断发展，对于抗干扰技术的要求也越来越高。本文通过对电子设备的干扰进行分析，总结了干扰的现象，进而提出了电子设备抗干扰的方法和建议，促进了电子设备抗干扰能力的提高。【关键词】电子设备抗干扰方法电子技术众所周知，现在任何的电力系统或者电子领域都需要应用大量的电子设备，对于这些电子设备的控制一般采用集成电子电路系统。由于集成电路经常是在比较弱的电信号下工作，但是受控制的系统又经常是强电设备，这样就很容易产生各种干扰的信号。电子设备处于电磁辐射、静电感应、高压输电、雷电冲击等的工作状态中，经常受到这些有害因素的干扰，势必会对电子设备的可靠性、精确性、有效性产生影响，导致系统不能正常的运行使用。随着电子技术的飞速发展，电子设备的使用也遍布各个领域，对于电子设备使用中的干扰和抗干扰原因、措施的分析，显得愈发重要，不仅关乎产品的顺利生产，对于企业的安全、信誉、利益更是有着极其重要的作用和意义。 1 干扰及干扰源干扰是指使电子设备产生或增大控制误差的一切因素，广义地说，包括温度、湿度、机械振动、电磁现象等环境条件，以及电子设备本身的设计水平。而干扰的来源主要包括外部来源和内部来源

两大部分。外部干扰包括从控制系统的控制器开口处或者开缝处形成的辐射干扰、从电网处传输进来的干扰、或者传输线上形成的反射干扰或者周围环境、系统本身形成的一些辐射、传输干扰。内部干扰则包括电磁辐射、信号辐射、电源传输干扰或者接地不善引起的干扰等。 2 干扰的现象主要的干扰源由工频干扰、高压干扰、雷电冲击、传输辐射、低压干扰几部分促成。工频干扰是最常见的对电子设备的干扰，它是由于电子设备附近的高压产生故障所形成的。当高压开关突然断开或者打开时，在传输中会突然产生强大的电压和电流，电流的传输受到反射波的影响，在电压器和接地系统之间产生高频的震荡，这样，就导致了电路和接地系统的因为耦合而产生干扰。雷电的干扰是由于电流波的大幅度增加，频率涉及的范围比较广泛，电流波形的变化产生的磁场与入地电流的磁场产生耦合而导致干扰。低压电路中当进行断开操作时，极其容易因为频率的巨变而形成干扰源。这类型的干扰会经常出现在计算机系统的电子设备中，这些继电器、接触器的使用，很容易就成为干扰的对象。 3 抗干扰的措施综上所述，电子设备产生干扰的原因是复杂多变的，虽然我国目前在抗干扰技术上有了很大的突破，但是鉴于干扰因素难以有效控制，在抗干扰方法上还有待进一步加强和完善。

机械自动化控制系统分析

机械自动化控制系统分析集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-

机械自动化控制系统分析机械自动化设计、制造依靠电子技术为主体，同时实现不同学科内容的相互渗透、结合，在发展的过程中得到逐渐完善，涉及产品结构规划、功能追加、生产方式完善等都需要配合专有控制体系进行调整，是工业生产活动慢慢朝向自动化形态转变的必然趋势。这种依照微电子、计算机管理系统实施搭建的群体编程技术，根据业务伸展和组织结构目标细化原则，在高质量、稳定性能和低能耗素质上实现完整功能定义，推动整个优化系统的全面改观。本文就是针对其中一些流程进行拆解，确保后期开发空间的拓展，促进我国机械自动化应用实力的增长。工程机械设备在整个经济社会空间中良性地位突出，包括工程推土机和装卸机等，都是需要在及其恶劣的环境中落实工作内容，这也从某一方面加重操作人员的劳动强度。为了确保既定目标的落实，装置的调节活动必不可少，而人员作业效率和管制质量的提升更是相当重要，从整体角度观察，要做到尽善尽美可以说难度较大。针对挖掘机来说，其装置形态由各类自由系统构建而成，提升和回转程序也要相互交替，所以如何在这一环节发挥控制系统的协调功能就是整个研究课题的最终方向，这将直接决定创新控制系统的改造事宜走向，只要处理完好，就会减轻人员工作强度，同时提高作业管控质量，减少安全事故的发生。机械自动化控制系统原理的阐述

所谓自动化控制就是利用控制器设备进行生产工作状态的远程管理，令其维持预定变化规律的节奏趋势，这类系统需要借助一些机电部件完成结构搭建，进而汲取更多连续组合的相关元素，促成阶段整改效益的提升。在机械调整空间范围中，控制系统的存在意义就是调整机械布局模式，现代机械设施与自动控制系统已经密不可分，这是机电一体化改造活动的总体局势。其中，检测系统会对工作输出量进行梳理，确定报告无误后反馈给上级，保证控制流程运算的合理性，这样的系统称为闭环式管控结构。在控制系统中包含丰富的信号类型，可以考虑全部予以时间连续函数处理和离散规划两种途径，过程中如果系统的输入和输出变量都是单个的，就自然过渡到单变量控制系统形态。系统控制的稳定性能研究 2.1.阻碍系统稳定运行的因素整理工程机械在作业环节中，由于外部环境的恶劣，机身震动现象比较常见，但设备使用性能也会大大减分。在机械系统周边的部件中，尤其是动力源部位，液压装置运转的机械震动极为剧烈，加上运动触碰激起的冲击负荷，都会令后期使用效能大幅下降，所以，系统抗震性能的设计尤为重要。另外，恶劣环境下进行机械作业活动，周边的噪声影响也会十分强烈，这就令控制系统必须做好抗干扰元素追加工作，随时抵御外

电子系统的抗干扰分析与设计

电子系统的抗干扰分析与设计摘要：抗干扰对数字电路非常重要，也是决定其工作性能的关键因素。该文描述了数字电子系统中不易解决的电源噪声干扰和传导干扰问题，并介绍了几种硬件跟软件解决该类问题的途径和方法。一.引言几乎每一个电气工程技术人员都希望他所设计的设备工作可靠，不会被其它设备干扰，也不会干扰其它设备。但是，由于电气噪气和电磁干扰几乎无处不在，所以，我们设计的产品往往达不到这些目标，无法完全杜绝这方面的干扰。如果不能有效地解决这些问题，我们可能必须放弃这些项目或者采取修修补补的办法，这样一来既浪费了我们投资项目的所有时问、资金和努力，又可能使产品性能大打折扣。因此在电子系统设计中，为了少走弯路和节省时间，应充分考虑并满足抗干扰性的要求，避免在设计完成后再去进行抗干扰的补救措施。二. 抗干扰设计大多数情况下在工作的开始就必须将干扰措施设计成产品。 2.1 抗干扰设计包含四个基本步骤的过程： (1)了解干扰的类型和来源干扰源：是指产生干扰的元件、设备或信号，用数学语言描述：du ／dt，di／dt大的地方就是干扰源。如：继电器、雷电、电机、可控硅、高频时钟等都可能。典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射。干扰一般有电源噪声干扰、空间干扰(即场干扰)和传导干扰。空间干扰都通过电磁波辐射窜人系统；传导干扰则通过与系统相连接的导线，如，以与前向通道和后向通道等进人系统；电源噪声干扰有过压、欠压、浪涌电压、尖峰电压等。 (2)在设计电路时尽量消除或减小这些干扰对系统的影响；

(3)设计线路板、导线的结构尽量消除这些问题，必要时，使用干扰抑制器件； (4)将系统分成模块调试，保证每个子系统组装正确无误、工作正常，在进行进一步组装前不会有任何问题。通过一开始就正确地设计系统，经常提前完成任务，成本也较低。 2.2 抗干扰设计的几个基本原则： (1)抑制干扰源 (2) 切断干扰传播路径 (3)提高敏感器件的抗干扰性能 2.2.1 抑制干扰源就是尽可能的减小干扰源的du／dt，di／dt。这是抗干扰设计中最优先考虑和最重要的原则，常常会起到事半功倍的效果。减小干扰源的du／dt主要是通过在干扰源两端并联电容来实现。减小干扰源的di／dt则是在干扰源回路串联电感或电阻以及增加续流二极管来实现。常用的抑制干扰源的措施有： ①继电器线圈增加续流二极管，消除断开线圈时产生的反电动势干扰。（图1）仅加续流二极管会使继电器的断开时间滞后，增加稳压二极管后继电器在单位时间内可动作更多的次数。图1 消除线圈反电势干扰 ②在继电器接点两端并接火花抑制电路(一般是RC串联电路，电阻一般选几K到几十K，电容选0.01μF～0.1μF)，减小电火花影响。（图2）图2 减小继电器火花

计算机控制系统性能分析

南京邮电大学自动化学院实验报告课程名称：计算机控制系统实验名称：计算机控制系统性能分析所在专业：自动化学生姓名：王站班级学号：B11050107 任课教师: 程艳云

2013 /2014 学年第二学期

实验一：计算机控制系统性能分析一、实验目的： 1.建立计算机控制系统的数学模型； 2.掌握判别计算机控制系统稳定性的一般方法 3.观察控制系统的时域响应，记录其时域性能指标； 4.掌握计算机控制系统时间响应分析的一般方法； 5.掌握计算机控制系统频率响应曲线的一般绘制方法。二、实验内容：考虑如图1所示的计算机控制系统图1 计算机控制系统 1. 系统稳定性分析 (1) 首先分析该计算机控制系统的稳定性，讨论令系统稳定的K 的取值范围；解: G1=tf([1],[1 1 0]); G=c2d(G1,0.01,'zoh');//求系统脉冲传递函数 rlocus(G);//绘制系统根轨迹 Root Locus Real Axis I m a g i n a r y A x i s -7 -6-5-4-3-2-1012 -2.5-2-1.5-1-0.500.51 1.5 22.5 将图片放大得到

0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1 1.05 1.1 1.15 1.2 1.25 -0.15 -0.1 -0.05 0.05 0.1 0.15 Root Locus Real Axis I m a g i n a r y A x i s Z 平面的临界放大系数由根轨迹与单位圆的交点求得。放大图片分析： [k,poles]=rlocfind(G) Select a point in the graphics window selected_point = 0.9905 + 0.1385i k = 193.6417 poles = 0.9902 + 0.1385i 0.9902 - 0.1385i 得到0

差错控制系统的性能分析

课程设计报告课程名称 : 移动通信设计题目名称：差错控制系统的性能分析学院：信息工程学院学生姓名：班级：学号：成绩：指导教师：开课时间： 2015~2016 学年第二学期

目录 1、课程设计目的 (4) 2、设计任务书 (4) 3、进度安排 (8) 4、具体要求 (8) 5、基本原理 (9) 5.1 卷积码编码与译码原理 (9) 5.1.1 卷积码的编码原理 (9) 5.1.2 卷积码的译码原理 (10) 5.2 分组码（循环码）编码与译码原理 (13) 5.2.1 循环码编码原理 (14) 5.2.2循环码的译码原理 (14) 6、 Simulink单元模块设计 (18) 6.1 卷积码的差错控制系统仿真模型 (18) 6.1.1 总体设计框图 (18) 6.1.2 信源子系统 (18) 6.1.3 信道 (20) 6.1.4 信宿子系统 (21) 6.1.5 卷积码的差错控制系统M文件 (26) 6.1.6 运行结果 (28) 6.2 分组码的差错控制系统仿真模型 (29) 6.2.1 总体设计框图 (29) 6.2.2 信源子系统 (29) 6.2.3 信道 (31) 6.2.4 信宿子系统 (32) 6.2.5 分组码的差错控制系统M文件 (35) 6.2.6运行结果 (35) 7、运行程序过程中产生的问题及采取的措施 (36) 8、心得体会 (36) 9、参考文献 (37)

1、课程设计目的移动通信也是一门实践性非常强的课程，实验教学在整个课程的教学中占据了非常重要的地位。在学生学习了现代通信原理、数字信号处理（DSP技术）等课程后，学生已经具有了一定的理论基础和实验技能，在此基础上本实验课程开设的主要作用和目的在于： 1．帮助学生更好地理解移动通信系统，掌握各种移动通信系统的模型2．帮助学生熟悉常用的通信系统仿真平台，学习仿真模型的设计，掌握通信系统的仿真方法，学会利用仿真软件对系统性能进行评价； 2、设计任务书

PLC控制系统的抗干扰措施

PLC控制系统的抗干扰措施 0 前言PLC（可编程控制器）是一种用于工业生产自动化控制的设备，生产厂家在设计和制造过程中采用了多层次抗干扰和精选元件措施，所以具有较强的适应恶劣工业环境的能力、运行稳定性和较高的可靠性，因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工业环境使用。但是由于它直接和现场的I/O设备相连，外来干扰很容易通过电源线或I/O传输线侵入，从而引起控制系统的误动作。尤其是当生产环境过于恶劣，电磁干扰特别强烈，或者安装使用不当，都不能保证PLC的正常运行。所以要提高PLC控制系统的可靠性，就要从多方面提高系统的抗干扰能力。 1 干扰源及其分类影响PLC控制系统的干扰源与一般影响工业控制设备的干扰源一样，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源，即干扰源。干扰类型通常按噪声产生的原因、噪声干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。 1、按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等。 2、按噪声的波形、性质不同，分为持续噪声、偶发噪声等。 3、按噪声干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。（1）共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压迭加所形成。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因），这种共模干扰可为直流，亦可为交流。（2）差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种干扰叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。 2 PLC控制系统干扰的主要来源 1、来自空间的辐射干扰。空间的辐射电磁场（EMI），主要由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生，通常称为辐射干扰，其分布极为复杂。其影响主要通过两条路径：一是直接对PLC内部的辐射，由电路感应产生干扰；二是对PLC通信网络的辐射，由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小特别是频率有关。

自动控制大作业—液位自动控制系统分析解答

自动控制原理大作业班级：XXXXXXXX 学号：XXXXXXX 姓名：倪马液位自动控制系统分析解答题目：如图所示的液位自动控制系统，简述：（1）系统的基本工作原理，说明各元、部件的功能，控制器、被控对象、希望值、测量值、干扰量和被控量；绘制系统原理框图。（2）假设：系统输入/输出流量和入/出水阀开度成正比，减速器加速比为i，H和电位计中点（零电位点）对应，电动机输入电压和输出转角的对应关系参0 见第二章第二节相应内容。试列写该系统以 H为输入，以实际液位高度H为输出的系统数学模型。（3）根据（2）的求解过程，绘制控制系统结构图，并求出系统闭环传递函数。（4）利用劳斯判据，给出满足系统闭环稳定性要求的元、部件参数取值范围。

（5）取系统元、部件参数为：电动机电枢电阻Ω=35.1a R ，电枢电感 H L a 00034.0=，电机轴转动惯量26105.8Kgm J -?=，电动机反电动势系数)//(03.0s rad V C E =，电动机电磁力矩系数A Nm C M /028.0=；减速器原级齿轮转动惯量210555.0Kgm J =，减速器次级转动惯量22015.0Kgm J =，减速比2=i ；入水阀门转动惯量2301.0Kgm J =，阀门流量系数()rad s m K in //1.03=；m V K H /1=反馈电位计比例系数1=f K 。入水阀和减速器次级同轴，不计摩擦损耗。试求： ①绘制系统关于功率放大器放大系数1K 的根轨迹； ②根据控制系统稳、快、准的原则，在根轨迹上适当选取系统闭环极点，试求出系统对)(1)(t t u r =的响应函数的分析表达式，并分析各元、部件参数对系统输出特性的影响。（6）绘制系统对数频率特性曲线，并对系统频率响应特性给出详细讨论。解答分析：一、系统工作原理（1）基本工作原理设定希望水位在高度H 0时，该系统处于平衡状态，即出水量和进水量一致。此时，浮子和电位器连接的杆处于水平位置，电位器的滑头也位于中间位置。假设系统初始处于平衡状态（且阀门L1，L2关闭），当打开阀门L2（或其他因素），使水槽内水位下降（出水量大于入水量），浮子随水位下降而下沉，并通过连杆带动电位器滑头向上移动。此时，相当于给电位器输入一正电压，并使电动机正转，通过减速器开大阀门L1，进而使进水量增大（一直增大到入水量大于出水量），液面开始增高，当液面高度为H0时，电位器滑头又处于中间位置，无电压输出，电动机亦不会转动，系统处于平衡状态。（2）各元、部件的功能电位器：将浮子及连杆传来的高度值转化为电压值，其检测作用。电动机：将电位器传递过来的电势能转化为机械能，然后传给减速器。减速器：通过减速器内的齿轮比控制电动机传过来的速度。阀门：控制流入流出水量的大小。（3）控制器:点位器、电动机、减速器被控对象：水槽被控量：液面水位实际高度H 希望值：水位高度H 0 测量值：0H H H ?=- 干扰量：出水口的出水量θ2

PLC控制系统的抗干扰设计方案

PLC控制系统的抗干扰设计为了保证系统在工业电磁环境中免受或减少内外电磁干扰，必须从设计阶段开始便采取三个方面抑制措施：抑制干扰源；切断或衰减电磁干扰的传播途径；提高装置和系统的抗干扰能力。这三点就是抑制电磁干扰的基本原则。 pic控制系统的抗干扰是一个系统工程，要求制造单位设计生产出具有较强抗干扰能力的产品，且有赖于使用部门在工程设计、安装施工和运行维护中予以全面考虑，并结合具体情况进行综合设计，才能保证系统的电磁兼容性和运行可靠性。进行具体工程的抗干扰设计时，应注意以下两个方面。 1)设备选型在选择设备时，首先要选择有较高抗干扰能力的产品，其包括了电磁兼容性(EMC)，尤其是抗外部干扰能力，如采用浮地技术、隔离性能好的PLC系统；其次还应了解生产厂给出的抗干扰指标，如共模拟制比、差模拟制比、耐压能力、允许在多火电场强度和多高频率的磁场强度环境中工作。 2)综合抗干扰设计主要考虑来自系统外部的几种抑制措施。主要内容包括：对PLC 系统及外引线进行屏蔽，以防空间辐射电磁干扰；对外引线进行隔离、滤波，特别是原理动力电缆，分层布置，以防通过外引线引入传导电磁干扰；正确设计接地点和接地装置，完善接地系统。另外，还必须利用软件手段，进一步

提高系统的安全可靠性。在PLC控制系统中，电源占有极其重要的地位。电网干扰串入PLC 控制系统，丰要是通过PLC系统的供电电源(如CPL电源、I/O电源等)、变送器供电电源和与PLC系统具有直接电气连接的仪表供电电源等耦合进入的。现在，对于PLC系统供电的电源，一般都采用隔离性能较好的电源，而对于变送器供电的电源和与PLC系统有直接电气连接的仪表的供电电源，并未受到足够的重视，虽然采取了一定的隔离措施，但普遍还不够，主要是使用的隔离变压器分布参数大，抑制干扰能力差，经电源耦合而串入共模干扰、差模干扰。所以，对于变送器和共用信号仪表供电，应选择分布电容小、抑制带大(如采用多次隔离和屏蔽及漏感技术)的配电器，以减少PLC系统的干扰。此外，为保证电网馈点不中断，可采用在线式不间断供电电源(UPS) 供电，提高供电的安全可靠性。并且UPS还具有较强的干扰隔离性能，是一种PLC控制系统的理想电源。 (1) PLC电源线、I/O电源线、输入信号线、输出信号线、交流线、直流线都应尽量分开布线。开关量信号线与模拟量信号线也应分开布线，且后者应采用屏蔽线，并且将屏蔽层接地。数字传输线也要用屏蔽线，并且要将屏蔽层接地。由于双绞线中电流方向相反、大小相等，可将感应电流引起的噪声相瓦抵消，故信号线多采用双绞线或屏蔽