以下是小编为大家准备的发动机试验中伺服控制系统抗干扰技术研究，本文共5篇，仅供参考，大家一起来看看吧。
篇1：发动机试验中伺服控制系统抗干扰技术研究
发动机试验中伺服控制系统抗干扰技术研究
对干扰生的机理以及特定干扰抑制方法进行了研究,并结合某型合发动机联试中屡次出现干扰及当时排除干扰的方法,提出了从人、机、环境、线路结构、整个系统角度出发,解决伺服控制系统在发动机试验中干扰现象的新途径.
作 者：庞海洋 段文荣 PANG Hai-yang DUAN Wen-rong 作者单位：中国航天科技集团公司四院401所,西安,710025 刊 名：固体火箭技术 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF SOLID ROCKET TECHNOLOGY 年，卷(期)： 23(1) 分类号：V433 关键词：发动机试验 伺服控制+ 抗干扰篇2：控制系统中的抗干扰技术论文
控制系统中的抗干扰技术论文
随着微电子技术的高速发展和电路集成化程度的提高，单位面积内大规模集成芯片元器件数越来越多，所传递的信号电流也越来越小，系统的供电电压也越来越低，现已降到5V、3V乃至1.8V。因此，芯片对外界的干扰也越趋敏感，所以显示出来的抗干扰能力也就越来越低。
想要提高控制系统的抗干扰能力，我们除了在设计控制系统本体的时候提髙其抗千扰能力之外更重要的是如何提高控制系统在工程应用时的抗干扰技术，例如对噪声的产生以及噪声在传播途径中加以有效的抑制等等。
1电缆的静电屏蔽和电磁屏蔽
在控制系统中线缆非常重要因为它在控制系统中最长，容易通过近场的耦合干扰控制系统，并且它还像一根拾取和辐射噪声的天线。所以用屏蔽来抑制线缆的静电感应和电磁感应是抗干扰的方法之一。
1.1电容性耦合的抑制
静电屏蔽：当受感应导线的外层包上屏蔽层以后那么感应的噪声电压便作用在屏蔽层上，我们在为屏蔽层提供一个良好的接地那么屏蔽层上的电压为零所以受感应导体上的噪声电扭也为零，所以有效的抑制了电场的耦合。所以我们在工业现场无论是电源电缆或是信号电缆都应采用屏蔽电缆。
1.2电感性耦合的抑制
电感性耦合即为线路间磁场的相互作用。在这里我们主要谈谈采用电磁屏蔽，包括双绞电缆和同轴电缆的使用。
(1)对作为噪声源的导线施行电磁屏蔽
如果我们对一段导线增加屏蔽那么电流流过后，全部通过导体的屏蔽体返回到干扰源。由于流过屏蔽体上的电流产生磁通量，且与导体产生的磁通量大小相等方向相反，这样在屏蔽体的外面，不存在磁通量，既这段导线被屏蔽了。但是在低频时不宜两端接地。
(2)对作为信号线路施行电磁屏蔽。
信号线路防外界磁场干扰的最好方法是减少接收环路的面积以减少干扰磁场对接收环路产生的磁通量密度。对于减少接收环路面积只有加屏蔽体两端接地才可以做到，才有电磁屏蔽作用，但是这种情况下电流的频率不宜太低。
(3)双绞的电磁屏蔽原理及应用。
双绞线本身是一种电磁屏蔽形式。
对作为噪声源的导线实施电磁屏蔽的原理图。当双绞线中有电流流过时在导线绞合所组成的很小的环路内产生相应的磁通。而在环路外由于两边导线流过的电流方向相反，产生的磁通方向相反从而大部分磁通被抵消。这种方式常用于供电线路上。
对信号线实施电磁屏蔽。
图2是双绞线信号线实施电磁屏蔽的原理图。当双绞线在噪声的磁通中每根导线均被感应出感应电流，其感应方向如图2所示。这样同一根导线在相邻两个环的两段上流过的感应电流大小相等方向相反，从而被抵消。所以在总的`效果上，导线并没有产生感应电流。
(4)同轴电缆和屏蔽双绞线。
同轴电缆是一种用金属编织网作屏蔽的电缆，在很大的范围内，具有均匀不变的低损耗的特性阻抗，可用于高频乃之超髙频的频段。无论是屏蔽双绞线，或者同轴电缆，为了抑制电容性耦合，一般是单端接地，通常是在控制室侧接地。
2控制系统的接地
从电气角度来看，大地具有导电性且有无限大的容电量，所以我们可以把大地作为一个等电位点或者等电位面。接地的作用有两点：(1)保护人身和设备安全，如保护地、防雷地、防静电等。(2)抑制干扰，如工作地、屏蔽地、模拟地、数字地等。
下面我们来分析几个例子。
2.1不屏蔽接地干线会带来干扰
现象：有DCS系统采用单独接地，但信号总是不稳定。
原因：经过现场考察发现，其接地干线长数十米，从楼顶沿外墙敷设到接地体，没有穿管屏蔽，过长的接地干线，如果没有屏蔽措施，接地干线也象是一根天线，可以接受大量的干扰信号，使控制系统无法稳定工作，乃至系统卡被烧毁。
结论：接地干线应愈短愈好，必要时也应该采取屏蔽措施
2.2和其它接地系统要保持一定距离现象：某DCS采用单独接地，发现信号干扰很大。
原因:DCS系统的单独接地体和原有的接地网相距不到5m。
结论：若DCS采用单独接地，其接地体和电气接地网相距必须大于5m，和防雷接地体相距必须大于20m。
2.3等电位接地也要考虑接地引入点的位置
现象：有DCS系统采用等电位接地，但信号中常常出现信号不规则的波形。
原因：离DCS的接地引入点不到几米处有大功率电动机的接地点。
结论：要保持和防雷地、大电流髙电压设备的接地点有不小于10m的距离。
3控制系统的雷电防护
(1)雷电对控制系统侵害的途径：静电感应、电磁感应、反击、电磁场辐射等。
(2)雷电电脉冲的基本防护措施：①屏蔽：屏蔽分为电缆的屏蔽和控制
室的屏蔽。第一，电缆的屏蔽：许多行业规范对屏蔽电缆的接地，原则上是一端接地另一端不接地。但是单端接地只能防静电感应抑制不了电磁感应所产生的干扰。所以延伸出了信号传输线的双层屏蔽，电缆采用双层屏蔽，两个屏蔽层的层与层之间是绝缘的，内层单端接地，抑制电容性耦合;外层两端或多端接地，抑制电感性耦合。双层屏蔽电缆的外屏蔽层可采用下述方法实现：铠装电缆的铠装层;敷设电缆的金属线槽、金属管等;钢筋混凝土结构的电缆沟。第二，控制室的屏蔽：控制室的屏蔽方式大体有建筑物的自身屏蔽、金属网格的格栅型大空间屏蔽以及金属板材围成的壳体屏蔽等。壳体屏蔽的屏蔽效果最好，但投资也很大，适用于实验室装置。建筑物自身对屏蔽也有一定的效果，但效果不理想。而格栅型大空间的屏蔽可以通过选择网格宽度的大小来满足控制系统的需要，平衡投资的大小和效果的好坏，格栅型大空间的屏蔽最为理想。②合理布线：A减少感应环路面积以减小互感，从而抑制干扰的电感性耦合。B和引下线保持一定距离。③浪涌保护器：浪涌保护器是一种限制瞬态过电压和分流浪涌电流的器件。其基本原理是，它并接在被保护设备的附近，在没有浪涌出现时为高阻抗，当出现浪涌时就在很短的时间内(ns级)将雷电流释放到地使浪涌保护器变为低阻抗，从而保护了被保护设备。④接地和等电位连接：防雷工程的接地系统用于雷电流的释放;抑制雷电电磁脉冲的电磁感应和静电感应;将分开的仪表装置通过等电位连接，以减少控制系统的设备在金属构件与设备之间或设备与设备之间因雷击产生的电位差。
4控制室的静电防护
静电在工程中的应用：静电除尘、静电喷涂、静电净化、静电复印等。
4.1静电放电的特点
(1)由于静电放电的时间是ns级的峰值电流可达数十安培，所以说瞬间的功率十分巨大。(2)由于电流波形的上升时间很短，即di/dt很大，所以可以感应出几百伏乃至上千伏的高电位，从而产生出强电场。由于电流脉冲上升时间极快，持续时间极短，所以产生的静电放电电磁脉冲其能量足以使电子部件中敏感元件损坏。
4.2控制室静电防护的基本措施
防止控制系统和电路不受静电放电的干扰和破坏，控制室的设计即静电防护工作区的建立应采取的基本方法，一般有：
(1)抑制千扰源，减小或消除源头上的静电积累。防止静电的产生是最彻底的方法，从产生静电的原理看，应该从降低有关物体的绝缘度着手，使两物体即使摩擦也不产生或少产生静电。(2)铺设具有-定电阻率的防静电地面，它不仅可以导出人体静电，也为活动的设备提供了静电接地的条件。(3)操作人员宜穿防静电制服。防静电制服通常是由导电纤维或经抗静电改性的织物制成。用于防止人体静电的积累。(4)操作人员穿防静电鞋也是一种可行的措施。因为人是导体，在人体静电防护中最主要的措施是保证人体始终静电接地。(5)控制柜以及电缆的屏蔽层都必须保持良好的接地。(6)设置温、湿度控制。
上述诸措施中，控制控制室的温度和湿度和防静电地面的设置和接地必须在控制室的设计阶段提前考虑。
篇3：浅析PLC控制系统抗干扰问题
1引言
PLC(可编程控制器)作为一种自动化程度高、配置灵活的工业生产过程控制装置,因其本身具有高可靠性、较强的工业环境适应性以及编程简单、操作方便,而在工业领域得到广泛应用，在PLC控制系统中,虽然其I/O端口输入、输出信号与总线信号之间均有隔离,但由于PLC的应用场合越来越广,受到的干扰也就越来越多。这些都可能造成PLC控制系统可靠性降低,不能正常工作。因此,分析影响PLC控制系统可靠性的因素,研究其解决措施,对于提高PLC控制系统可靠性具有重要的作用,对于PLC的进一步推广应用也具有普遍意义。
2、PLC控制系统干扰的主要来源
2.1来自电源的干扰
因电源引入的干扰造成PLC控制系统故障的情况很多,更换隔离性能好的PLC电源,才能解决问题。PLC系统的正常供电电源均由电网供电。由于电网覆盖范围广,它将受到所有空间电磁干扰而在线路上感应电压和电流。尤其是电网内部的变化,如开关操作浪涌、大型电力设备起停、交直流传动装置引起的谐波、电网短路暂态冲击等,都通过输电线路传到电源原边。
2.2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。
2.3来自接地系统混乱的干扰
PLC控制系统正确的接地,是为了抑制电磁干扰的影响,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PLC系统无法正常工作。PLC控制系统的地线包括系统地、屏蔽地、交流地和保护地等。这样会引起各个接地点电位分布不均,不同接地点间存在地电位差,引起地环路电流,影响系统正常工作。例如电缆屏蔽层必须一点接地,如果电缆屏蔽层两端A,B都接地,就存在地电位差,有电流流过屏蔽层,当发生异常情况时,地线电流将更大。
屏蔽层、接地线和大地也有可能构成闭合环路,在变化磁场的作用下,屏蔽层内会出现感应电流,通过屏蔽层和芯线之间的藕合干扰信号回路。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电位分布,影响PLC内逻辑电路和模拟电路的正常工作。PLC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PLC的逻辑运算和数据存贮,造成数据混乱、程序跑飞或死机。模拟地电位的分布将导致测量精度下降,引起信号测控失真和误动作。
2.4 来自信号线引入的干扰
与PLC控制系统连接的各类信号传输线,除了传输有效的各类信息外,总会有外部干扰信号侵入。
此干扰主要有两种途径:一是通过变送器供电电源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;二是信号线受空间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,大大降低测量精度,严重时将引起元器件损伤。对于隔离性能差的系统,还将导致信号间互相干扰,引起共地系统总线回流,造成逻辑数据变化、误动和死机。PLC控制系统因信号引入干扰造成I/O模件损坏相当严重,由此引起系统故障的情况也很多。
2.5 来自PLC系统内部的干扰
主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生,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件间的相互不匹配使用等。要选择具有较多应用实绩或经过考验的系统。
3、PLC控制系统设计时应考虑的抗干扰措施
3.1 硬件抗干扰措施
(1)电源干扰防御措施
PLC控制系统的电源,一般都是220V,而电网中大的感性负载、可控硅装置等设备的投切过程,很容易造成电压畸变或毛刺,畸变的电源通过交流电源传给PLC控制系统,形成强大的干扰。因此,在系统设计时通常要采用以下措施来抑制干扰:
1)使用隔离变压器抑制从电源进线窜入的高频干扰信号,对低频共模干扰信号也有一定的抑制作用，
其初、次级之间的隔离屏蔽层,用锡箔或漆包线绕1～3层接地。一般次级线圈不能接地。输入、输出线应用双绞线且屏蔽层应可靠接地,以抑制共模干扰。
2)使用集成电压调整器进行调整,以适应交流电网的波动和过电压、欠电压的影响,并对CPU核心部件所需要的 5V电源采用多级滤波处理。尽量使电源线平行走线,使电源线对地呈低阻抗,以减少电源噪声干扰。
3)在毫秒或微秒级的脉冲干扰信号中,高次谐波成分较高。因此,可以采用低通滤波器抑制高频干扰。
4)电网中,由于触点开关的启停,形成宽频带的瞬变干扰,其能量是随机的。当干扰能量大时,仅凭低通滤波器来抑制高次谐波的干扰往往达不到预期效果,用频谱均衡法抑制干扰,效果明显,但成本较高,不常用。
在实际控制系统的设计过程中,可根据现场干扰的特点和具体的PLC机型抗干扰能力等因素综合考虑选择抑制干扰的措施。其中隔离变压器是最常用的,因为PLC、I/O模块电源通常采用DC 24V,市电只需经隔离变压器降压再经整流桥整流滤波供给即可。
(2)负载干扰的抑制
在控制系统中一般情况下都有许多具有储能的负载。当控制触点切换时将产生高于电源电压数倍甚至数十倍的反电动势,克服此类干扰的主要措施有:
1)在直流感负载场合,可在负载的两端并接续流二极管,二极管要靠近负载,其反向耐压值应是负载电压的4倍。
2)在交流感应负载的场合,可以在负载的两端并接CR浪涌吸收器,CR越靠近负载越好。
(3)系统输入干扰的抑制措施
1)屏蔽
为限制内部的辐射电磁波越出某一区域和防止外来的辐射进入某一区域,对电源变压器、中央处理器、编程器等主要部件,采用导电、导磁性良好的材料进行屏蔽处理,以防止外界干扰信号的影响。应尽量选择框架结构的控制柜,同时要保证机柜的密封性能良好。
2)滤波
对供电系统输入线路采用多种形式的滤波处理,以消除和抑制高频干扰信号,同时也削弱了两个模块间的相互影响。
3)隔离
在微处理器与I/O电路之间,采用光电隔离措施,有效地把它们隔离开来,以防外部的干扰信号及地线环路中产生的噪声电信号通过公共地线进入PLC系统,从而影响其正常工作。
(4)系统接地方式
PLC控制柜盘与大地之间存在着电位差,良好的接地可以减少电位差引起的干扰电流。混入电源和输入/输出信号线的干扰,可通过接地线引入大地,从而减少干扰的影响。此外,良好的接地还可以有效地防止误动作,图3为控制系统接地的方式。为控制器和其他设备分别接地方式,这种接地方式最好。如果做不到每个设备专用接地,也可以使用图3b所示的共用接地方式,但不允许使用图3c所示的共通接地方式,特别应避免与电机、变压器等动力设备共通接地。
3.2 软件抗干扰措施
为了提高输入信号的信噪比,常采用软件数字滤波来提高有用信号真实性。对于有大幅度随机干扰的系统,采用程序限幅法,即连续采样5次,若某一次采样数值远大于其他几次采样的幅值,则舍之。对于流量、压力、液面、位移等参数,往往在一定范围内频繁波动,则采用算术平均法。即用n次采样的平均值来代替当前值。一般认为:流量n1=12,压力n2=4时最合适。
(1)设置警戒时钟。如果程序循环扫描执行时间超过了规定的时间,预示程序进入死循环,立即报警。
(2)信号保护和恢复。当偶尔性故障发生时,不破坏PLC内部的信号,一旦故障现象消失,就可以恢复正常,继续原来的工作。
(3)故障诊断。系统软件定期地检测外界环境,如掉电、欠电压、锂电池电压过低及强干扰信号等,以便及时反映和处理。
(4)加强对程序的检查和校验。一旦程序有错,可立即报警,并停止执行程序。
(5)对程序及动态数据进行储存。当停电时利用存储卡或后备电池,保持有关信息和状态数据不丢失。
4.结束语
PLC控制系统的传导抗干扰是是一个十分复杂的问题,因此在工业控制领域应用中的各个环节,包括设计、安装施工和运行维护等都必须综合考虑各方面的因素,充分认识传导干扰机理,分析干扰来源及类型,从而采取有效合理的抗干扰措施,保证系统运行的可靠性。
篇4：基于Delphi的发动机台架试验单片机控制系统的开发
基于Delphi的发动机台架试验单片机控制系统的开发
采用DELPHI研制开发了用于发动机台架试验单片机的测试与控制软件,实现了发动机台架试验数据的实时采集与存储和处理.
作 者：徐国栋 蚩小霞 作者单位：徐国栋(西南林学院交通机械与土木工程学院,云南,昆明,650224)蚩小霞(昆明理工大学,昆明,650224)
刊 名：计量与测试技术 英文刊名：METROLOGY & MEASUREMENT TECHNIQUE 年，卷(期)： 36(5) 分类号：U4 关键词：DELPHI 单片机 测试与控制篇5：柴油发动机防爆技术研究
柴油发动机防爆技术研究
介绍了防爆胶轮车的应用场景以及防爆柴油发动机进气和排气系统冷却装置的结构设计、主要冷却部件的'作用、废气冷却的方法;并以WqC2J型防爆胶轮车的柴油发动机为例计算了废气箱的水容量.
作 者：王世杰 尹明德 WANG Shi-jie YIN Ming-de 作者单位：南京航空航天大学,江苏,南京,210016 刊 名：机械工程与自动化 英文刊名：MECHANICAL ENGINEERING & AUTOMATION 年，卷(期)：2009 “”(3) 分类号：U464.172 TD525 关键词：防爆胶轮车 结构设计 冷却装置
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