抗干扰设计论文范文第1篇

关键词：单片机，遥控系统抗干扰分析，实现

 

前言

单片机控制系统在实验室反复实验都可以得到很好的预期效果,然而把系统放到实际现场运行时却不能工作。论文大全，遥控系统抗干扰分析。原因是工作现场比实验室环境恶劣,系统受到了各种各样的干扰,加之构成系统的元器件本身方面存在的可靠性，以及系统本身各部分之间的相互耦合因素等原因，系统必须增加一些有效的抗干扰措施才能正常运行。论文大全，遥控系统抗干扰分析。据工作经验之谈，有时存在后期的抗干扰工作往往会比前期的设计工作还要艰巨,花费的时间也需要得更多,所以说抗干扰技术是非常重要,关于在抗干扰措施是否能够运用得恰当方面，其直接关系到系统的稳定性和可靠性。

一、单片机遥控系统系统工作原理

单片机以其体积小、价格廉、面向控制等方面的独特优点，使得单片机在各种工业控制、仪器仪表、产品的自动化、智能化方面获得了广泛的应用。单片机的遥控系统以单片机系统为基本控制单元,能够构成无线传输系统、速度调节系统等等,而且其优点是，能够在三公里外控制运动目标的启动、速度快慢、停止、往返。而且最特别的是在运动目标的运行过程中，可根据需要随机调节速度快慢,调速一般是在7~25km/h范围。单片机实现控制了所有这些状态,开始通过键盘输入控制参数,然后经过单片机运算和处理行为,并且通过无线数传模块完成对参数的无线传输、运行状态以及调速设备的控制方式,达到遥控运行的目的要求。

二、单片机遥控系统系统受干扰原因及危害

在电磁干扰较弱时，其可靠性和稳定性往往是容易达到应用要求，这方面尤其是在室内体现出来，然而对在室外，会遇到各种各样的环境条件，尤其是那种在工作环境较恶劣的情况下，就会导致仪器仪表工作不正常或失灵。而单片机的遥控系统一般都安装在工业现场，而在工业现成环境中的干扰大多是以窄脉冲的形式出现，而这样的形式其最终造成微机系统故障的多数现象都是“死机”现象。究其原因是计算机中的CPU在执行某条指令时，受周围环境干扰的冲击，影响到它的操作码或地址码发生改变，最终致使该条指令出现错误。这时，CPU就会执行随机拼写的指令，并将其操作数作为操作码执行，从而导致有关程序“跑飞”或进入“死循环”。对于在工业现场中由于诸多大型用电设备的投入或者是撤出电网运行，经常都会造成系统的电源电压不稳，如果当电源电压降低或掉电时，这样就会造成重要的数据丢失的可能性，以至于系统不能正常运行，而且干扰也会导致单片机内部程序指针错乱现象，从而使得中断程序运行超出定时时间。关于RAM中计时数据被冲乱，导致程序计算出错误的结果。论文大全，遥控系统抗干扰分析。假设设法在电源电压降到一定的限量值之前，单片机进行快速地保存重要数据，将会最大限度地减少损失，对于干扰源的影响会使系统的可靠性和稳定性大大降低，严重的情况还会导致系统的运行紊乱，造成生产事故。

三 如何实现单片机的遥控系统的抗干扰

关于高频干扰噪声和有用信号的频带是不同的,其解决方法是在导线上增加滤波器的方法来切断高频干扰噪声的传播,或者也可加隔离光耦来解决这个问题。关于电源噪声的危害最大。需要把电源做得好,其整个电路的抗干扰能力就解决了一大半问题。对于在单片机系统中还可借助于一定的外部附加电路来监测电源电压，当在电源发生故障时能够及时通知单片机快速保存重要数据，同时断开单片机设备用电电源，从而使整个应用系统的功耗降到最低点。目前市场上许多单片机对电源噪声都是十分敏感的,那么就要给单片机电源加滤波电路或稳压器,达到减小电源噪声对单片机的干扰。比如,可以利用磁珠和电容组成π形滤波电路,当然条件要求不高时也可用100Ω电阻代替磁珠。当电源恢复正常时，取消掉电工作方式，通过复位单片机，使系统重新正常工作。

单片机系统设备的抗干扰与系统的接地方式也存在很大的影响，接地技术有能够抑制噪音的效果。所以说一个良好的接地能在很大程度上抑制系统内部噪音耦合的现象，而且还能够防止外部干扰的侵入，能够真正提高系统的抗干扰能力。在这里需要注意的是，如果要求设备的金属外壳等需要安全接地，其屏蔽用的导体的必须能够很好的接地，这样才能为单片机系统提供良好的地线，并且对提高系统的抗干扰能力极为有效果。论文大全，遥控系统抗干扰分析。尤其是对于有防雷击要求的系统，其良好的接地是至关重要的。假设系统不能接地，或者是虽有地线现象，但是接地电阻过大，就会抗干扰元件就不能正常发挥其应有的作用了。

关于单片机供电的电源的地俗称逻辑地，并且和大地的地的关系具有相通性、浮空性、或接电阻性。但是不能把地线随便接在暖气管子上。坚决不能把接地线与动力线的火线、零线中的零线相混淆。因为单片机系统通常存在模拟电路和数字电路两种，并且关于数字地与模拟地是要分开，只是在一点相连，假设两者不分，就会存在互相干扰现象，那么可以把控制条件中的关于一次采样和处理控制输出更改为循环采样和处理控制输出，这样能够对惯性较大的控制系统具有良好的抗偶然因素干扰作用效果。

设置输出状态寄存单元来抗干扰。其程序是根据单片机系统对数据处理后的输出结果为依据，设置出相应的输出状态寄存单元形式，假设其中干扰侵入输出通道将输出状态破坏时，系统就会在定时查询寄存单元的输出状态信息时，并发现错误，及时纠正输出状态。论文大全，遥控系统抗干扰分析。

设置自检程序来抗干扰。论文大全，遥控系统抗干扰分析。通常是在计算机内的特定位置或某些内存单元中来设置状态标志，并且在开机后或有自检中断请求要求时，计算机系统首先将运行自检测试程序，如对整个系统或关键环节进行模拟方面的测试，对测试结果再通过某种方式显示出来，目的是保证系统中信息存储、传输、运算的高可靠性。设计单片机的遥控系统过程中，要求电路的元器件或线路布局合理以消除元器件之间的电磁耦合相互干扰，如去耦电路或者是平衡电路等。还有种方法是采用冗余结构，也称容错技术或故障掩盖技术，该方法是通过增加完成同一功能的并联或备用单元数目来提高系统可靠性的一种设计方法。当某些元器件发生故障时也不影响整个系统的运行。对于消减外部电磁干扰，可采用电磁兼容设计，目的是提高单片机系统在电磁环境中的适应性，即能保持完成规定功能的能力。

参考文献：

[1]麦山.基于单片机的协议红外遥控系统.电子技术.1998

[2]孟庆建张恭孝.单片机系统的电磁兼容问题[J].自动化仪表,2004

[3]周慧.单片机控制系统杭干扰技术研究[J].石油矿场机械，2007

抗干扰设计论文范文第2篇

由于计算机场地系统是一项复杂的工程，它涉及到多种接地系统――直流“地”、安全保护“地”、交流工作“地”及防雷保护“地”。

一、接地系统概念

接地的目的最初是为了在正常和事故的情况下，利用大地（低阻抗接地）泄放超过正常的能量，从而将设备接地处固定为所允许的接地电位，保护设备和人身安全。交流电源的工作“地”，电气设备安全保护“地”及建筑物的防雷“地”均属此范畴。随着电子技术尤其是电子计算机技术的飞速发展，需要在极小的空间与极短的时间内处理大量的信息和执行各种控制功能；大量讯号回路采用低电平，设备在高频状态下，电子系统各元件又呈现不同于低频下的特性――易辐射与产生耦合干扰信号，线路呈现高阻抗等等。因此。电子产品的抗干扰能力十分重要，电子系统接地，能消除各电路流经一个公共地线阻抗时耦合而产生的干扰；避免使电路受电磁场和“地”电位差的影响。电子系统接地可理解为构成一个电位点后等电位面，为电路和系统提供基准电位。因此，现代接地系统除了应该使电气和电子系统在任何时候都能通过提供的低阻抗路径来泄放超过正常的能量，还应能够均衡整个系统的能量，按正常规定的公差保持在同一电位上。

二、电子设备干扰信号耦合方式及抗干扰措施

1、电路性干扰

电路性干扰是两个回路经公共阻抗耦合而产生，其干扰电量是电流。最典型的干扰模型：当两个电路有公共地线阻抗时，一个电路地线受另一个电路地线电流的影响，当多个电流回路共用一根导线，各回路信号受耦合时的影响。

抑制与避免电路性干扰的主要措施有：

（1）隔离。两个电线回路或系统如果彼此无关，信号独立，则不应有电的连接。

（2）限制耦合阻抗与电路性去耦。尽量降低共用导线即为此原理实际运用。

2、电磁型干扰

电磁型干扰产生的原因是由于在干扰源与干扰对象之间存在着变化的电场与磁场。干扰量是电压与电流。抑制与避免电磁型干扰的主要措施：

（1）空间隔离。两个系统的布置应使耦合电容与互感尽量的小。

（2）屏蔽与接地。切断干扰源与干扰对象之间电磁线通路，使耦合电容与会干变得很小。

（3）对称绞合。将耦合的电容与互感彼此电气对称地绞合，以此抵消耦合量的干扰。

3、波干扰

波干扰的原因是由传导电磁波或空间辐射电磁波引起的。传导波的干扰量传导电流与传导电压；空间电磁波的干扰量是电场强度与磁场强度。

因为波干扰包括了电容性与电感性的干扰，是干扰的一般形式。因此传导波干扰的抑制与避免的主要措施类同于电磁性干扰，另外在传导线路上加滤波处理。对于空间辐射的波干扰，可以屏蔽接地来抑制。

三、计算机场地接地系统

1、直流“地”系统

电子计算机是电子技术高速发展的一种电子产品。计算机运行速度发展惊人，一般的微机运行频率为1-7兆赫。大型计算机的运行频率达千兆赫以上。在这样的频率之下，计算机各设备之间的连接电缆能像天线一样，即可以接收外部的射频干扰讯号，也能辐射射频干扰讯号，引起计算机场地内电磁波干扰。另外，计算机运行电压低，通常为5-12伏，要求计算机场地内数据处理装置各单元之间电压差变化极小，为此需设置一个能在计算机运行频率之下达到高质量、低阻抗性、稳定电位的接地系统――直流“地”系统。

直流“地”系统是一个稳定计算机各处理装置讯号电位，专供讯号返回的独立接地线系统。它可以与大地相连，但决不允许有正常工作电流流过。直流“地”构成原理是基于电路性去耦以达到等电位，从而消除或抑制各单元讯号回路流过共用回路产生的公共阻抗耦合性干扰，避免各接线形成磁场敏感环，常用直流“地”接线系统结构有两种：星状和网络状。星形状系统要求各接线根据信号流向一点（基准点）。网络状系统是星形状系统的延伸，是从一个基准点变成一个等电位的基准面。

2、安全保护“地”系统

此系统在计算机场地中的作用：a、防止因电气设备绝缘损坏而遭受触电危险；b、均衡电气设备外壳电位以抗干扰；c、为泄放累积在机柜上的静电荷。因此，系统的结构及要求不同于一般电气设备安全保护“地”系统。

我们知道，只要有交变的电磁场存在，电子设备的不同系统之间就易产生电容性及电感性耦合。当电子设备中信号基准电位线的电位与外壳不等时，线路元件中就会产生位移干扰电流。同样，当电子设备外壳电位不等及电子设备外壳与建筑物结构电位不等时，也会产生干扰，干扰电流通过电容流入电子设备之间信号连接电缆。

因此，安全保护“地”系统结构也应根据等电位原理，由保护接地中心用独立的保护线接自各个电子设备外壳，最理想的是星形连接，然后再与计算机场地结构相连接。

3、交流工作“地”

交流工作“地”即电力系统中的工作接地，其要求和鼾方法按常规处理。

4、防雷保护“地”

建筑物防雷保护“地”系统用于引泄雷电能量，从而保护建筑物及设备安全。根据防雷法规，若单独装设接地系统，应与其它 接地装分开一定距离，实际上很难做到。

若仅仅从计算机场地的角度考虑，建筑物防雷引下线构造柱应尽量远离计算机场地，以减弱雷电流电磁感应的影响。另外，在计算机场地的四周利用构筑物中钢筋构成一个均压环，作为计算机场地建筑物结构单位，并与安全保护接地中心相连接。

四、诸“地”之间的关系

在计算机场地接地工程中，为保证安全，设置了安全保护“地”与防雷“地”系统；为保证电源系统正常运行，设置了交流工作“地”系统，从电子设备抗干扰性能上考虑，设置了直流“地”系统，交流工作“地”、安全保护“地”及防雷“地”之间的分与合，早已定论，问题是直流“地”系统与诸“地”之间的关系。按电磁理论观点，所有电系统之间的分与合只是相对的，在低频范围内比较直观，但在高频及甚高频范围内，电系统之间就很难绝对分开了。因此，电子设备在安置环境上的抗干扰措施原则只有两种：a、隔离――空间上远离与电磁屏蔽；b、等电位――电路性去耦，减少耦合公共阻抗。在一个建筑物范围内，空间上的远离是做不到的，只有共用接地以构成等电位。但是，共用的原则应为：

（1）直流“地”系统与诸“地”共用接地极，其接地电阻必须满足要求；直流“地”地上部分除在中心机柜处于安全保护地线相连接外，其它部分均保持对诸“地”绝缘，绝缘电阻应大于1兆欧。并且在计算机场地内设置星形状或网络状接地面。

（2）安全保护“地”应与诸“地”共用接地极，地上部分在中心机柜处于直流“地”系统相连接外，其它支线必须与直流“地”系统绝缘。在场地内的安全保护“地”最好曹勇星形状敷设。

（3）当建筑物设有防雷保护时，其接地极可以与诸“地”共用，但必须在底层考虑点位均衡问题。另外。在计算机场地四周再设置一个均衡电位环作为建筑物结构电位，并在均衡电位环上取一点与安全保护“地”中心点相连。

抗干扰设计论文范文第3篇

【关键词】高压直流输电；直流线路；电信线路；磁耦合阻抗；杂音电动势；等效干扰电流

0 引言

根据强电与弱电线路的电磁耦合理论，高压直流输电（HVDC）线路对电信线路的电磁干扰可以分为危险影响和干扰影响两大类[1]。其中，干扰影响主要是由谐波引起。直流输电线路中的谐波会使电信线路中产生杂音电动势，造成通信数据传输失真，影响通话的清晰度，降低通话质量[2]。

本文以直流输电线路对电信线路干扰影响的产生机理为基础，建立了直流输电线路对电信线路干扰影响的数学模型，对模型中反映直流输电线路与电信线路间电磁耦合密切程度的变量―磁耦合阻抗进行了详细研究。对目前常用的两种磁耦合阻抗的计算方法进行了对比分析，并以一个±800kV的特高压直流输电工程为例进行了计算，所得结论为工程相关设计提供了参考依据。

1 直流输电工程中等效干扰电流的计算

直流输电线路对电话线路的干扰影响主要由直流输电线路上的谐波通过两线路间耦合所致。其耦合方式可分为感性耦合、容性耦合和阻性耦合三种[2]。其中，电话线路受感性耦合的影响远大于受容性耦合和阻性耦合的影响，在工程实际计算中，一般也只计及电话线路上由感性耦合引起的杂音电动势。

1.1 感性杂音电动势计算方法

感性耦合也叫磁影响。直流输电工程在换流过程中产生的谐波通过直流输电线路传播时，导线中交变的电流在其附近空间内形成交变的磁场，又由于直流输电线路与通信线路间存在着互感，所以在通信明线上感应产生感性杂音电动势。其计算公式为

U=I Z K K η （1）

其中Z 为参考频率800Hz下的电力线路和电信线路间的磁耦合阻抗Ω；K800为电信线路在参考频率800Hz下的（静电）屏蔽系数；Kgw为直流线路中架空地线的屏蔽系数；η 为电信线路在800Hz参考频率下的敏感系数（也即电信线路的不平衡系数）。

1.2 感性杂音电动势限值

我国电力输电线路对电信线路干扰影响的主要标准为1992年开始实施的电力行业标准DL/T436-1991《高压直流架空线路技术导则》和1997年开始实施的电力行业标准DL/T5036-1996《送电线路对电信线路影响设计规程》，以上两个标准都规定：输电线路谐波通过感性耦合和阻性耦合以及谐波电压通过容性耦合，在邻近的电话回路上产生的杂音电动势的总和不得超过下列数值：

1）设有增音站的双线电话回路4.5mV；

2）未设有增音站的双线电话回路10mV；

3）单线电话回路30 mV。

1.3 等效干扰电流定义及实用计算

等效干扰电流，即线路上的所有频率的谐波电流对邻行或交叉的通信线路所产生的综合干扰作用与某单个频率（如800Hz）的谐波电流所产生的干扰作用相同，这个单频率谐波电流就称作等效干扰电流。等效干扰电流表达式为：

I （x）= （2）

其中I （x）为距换流站x点处输电线路的等效干扰电流，mA； I （x） 、Ie（x） 分别为由整流器和逆变器谐波产生的等效干扰电流分量幅值，mA。整流器或逆变器谐波所产生的沿线各点的等效干扰电流为：

I （x）= （3）

其中I （x）为线路走廊位置x处的n次谐波残余电流的均方根值，mA；P 为n次谐波频率下的视听加权系数；H 为n次谐波频率下开放裸导线的耦合系数；n为谐波次数，N为所计及的最高次谐波次数，通常取50。

对直流输电工程而言，计算杂音电动势所需的等效干扰电流限值可分为三个档次：高水平100～300mA，中等水平300～1000mA，低水平大于1000mA。

在工程实际中，特别是前期规划时，一般采用的是较为保守的计算方式，考虑最严重情况下的等效干扰电流计算公式为：

I = （4）

其中Z 为参考频率800Hz下的电力线路和电信线路间的磁耦合阻抗，Ω；U 为规程要求的最大允许杂音电动势，mV；800Hz时的电信电缆屏蔽系数K （见表1），最坏情况取1；电信电缆线路敏感系数（又称电话线路的不平衡系数）η 取最坏情况0.005；K 是直流输电线路中架空地线的屏蔽系数，取为0.7。

如果将接近段长度L（km）作为参变量，并认为Z 取的是L=lkm时的欧姆值，则等效干扰电流的限制值可以用下式表达

I = （5）

I L≤ （6）

取U 为限值4.5mV（双线电话回路方式），则上式可改写为：

I L≤ （7）

其中 等效干扰电流限值I 的单位为mA；Z 为直流电力线路与双线电话回路方式的电信线路间的耦合阻抗，Ω；L为直流电力线路与双线电话回路线路间的接近段长度，km。

2 磁耦合阻抗计算方法

2.1 Dubanton 法

平行导体间的磁耦合互阻抗的一般计算方法为 Dubanton 公式为：

P=1/ （8）

Z = ・ln （9）

其中j= ；ω为800Hz下的角频率，ω=2πf≈5000rad/s；μ 为真空磁导率，4π×10-7H/m；ρ为大地电导率，Ω・m；D为直流输电线路与电话回路的水平间距，m；h1为直流输电线路高度，m；h2为电话线路高度，m。

2.2 查表法

查表法计算磁耦合阻抗是先通过中间变量aα查出Z′ 的取值，然后再通过式（11）计算磁耦合阻抗 。

aα=a （10）（下转第101页）

（上接第81页）式中a为直流输电线路和电信线路间的距离；m；μ 为真空中的相对磁导率，一般取μ =4π×10-7H/m；δ800为频率800Hz时的大地电导率，s/m。

Z =ζ×0 a=0 - +Z a>0，v>0.1 -（1-v ）+Z a>0，v

其中ζ为双线电话线路系数，线担回路为0.2，弯钩回路为0.4；v为电力导线和电信线路间高度和距离相关系数。

v=

4 结论

通过计算分析，Dubanton 法和查表法可以有效地确定实际工程中直流输电线路与电信线路间磁耦合阻抗的数值，进而为直流输电工程的设计提供依据，本文得出如下结论：

1）磁耦合阻抗对计算感性杂音电动势和等效干扰电流的影响非常大，对磁耦合阻抗的计算越准确，越有利于直流输电工程的前期规划和设计。

2）Dubanton法和查表法均适用于计算磁耦合阻抗，但二者在计算方法和涉及参数上有所差别。由二者计算方法对比可以看出，Dubanton 法更加适用于平行段线路计算和工程前期规划，其计算结果比较精确。而查表法更多的体现了直流输电线路与电力线路位置的关系，更适用于交叉、斜接近段线路等复杂情况和对已有线路进行改造的计算。

3）与查表法相比，Dubanton 法结构简单明确，更有利于编程实现，但是适用性较差，在复杂情况计算中需要进行修正。

【参考文献】

[1]袁清云.特高压直流输电技术现状及在我国的应用前景[J].电网技术，2005，29（14）：1-3.

抗干扰设计论文范文第4篇

【关键词】计算机 控制技术 原理 特征 现状 趋势

一、计算机控制技术原理及特征分析

（一）计算机控制技术原理概述

所谓的自动控制，即通过控制装置使运作过程自动得按照要求运行。这里所说的“自动”，即在完全没有人参与的情况完成操作。计算机控制原理，简单来说就是以计算机为核心的，在生产过程中自动控制的系统。计算机控制系统同时包含了计算机和自动控制的特点，并且在此基础上，速度更快，精确度更高，存储量更大。可以说，用计算机来组建控制系统，同时在质和量上都会达到常规控制技术无法达到的性能指标。该技术的发展，从工业生产领域来说，改变了工业生产的方式，提高了效率，同时，对人们的生活方式也起到了不可忽视的作用。

典型的计算机控制系统分为监控系统和过程对象。计算机监控系统可分为软件和硬件两个部分。第一，软件系统。计算机能否正常运行，软件系统起到了决定性的作用。其中，软件系统中的应用软件的功能是确保了被控对象的正常运行。被控对象的特性变化决定着应用软件的的变化走向。为了加快软件的开发周期，提高软件的可靠性，应用软件的发展越来越标准化。第二，硬件系统。计算机控制系统的硬件可以分为主机、外部设备、生产过程输入输出通道、通讯设备、操作台等结构。主机由控制器、内存储器和运算器组成；外部设备可分为外存储器、输入设备与输出设备等等。所谓的过程对象，就是指被监测的对象。

计算机控制系统根据不同的被控对象以及被控要求，可分为以下几种形式：（1）数据采集系统，即计算机不直接参与，主要的功能就是采集和处理数据，分析变化趋势；（2）分级控制系统，是一种新型控制系统，以微处理器为基础；（3）直接数字控制系统。相别于与数据采集系统，直接数字控制系统中，计算机直接参与控制以实现控制算法的灵活转换；（4）现场总线控制系统。是一种在 DCS 系统的基础上发展而成的新一代分布式控制系统，该系统最大的特点是通信标准的统一；（5）监督计算机控制系统。

（二）计算机控制系统的特征分析

正如上文所言，具备计算机的精确性和自动控制的便捷性的计算机控制系统，具体可分为以下特点：

1、精度度高。之所以计算机控制系统的精确度高，是因为可以排除零点漂移、热噪声以及元件老化对精确度的控制，达到常规调节器难以达到的控制精确度；2、分时处理能力强。一台计算机可以控制多个控制回路；3、较强的分辨力和逻辑判断能力。计算机控制系统具有很强的智能性，它能判断出环境的变化，并且根据生产环境的变化，及时作出反应，制定出相对合理的对策；4、使用便捷灵活。计算机的硬件和软件相互合理配合，才能实现其功能，所以二者缺一不可，共同作用。如果配合合理的话，可以硬件没有变化的条件之下下，可以通过修改软件来实现控制方案和控制机的功能的改变。5、除此之外，计算机不只能实现控制功能，在生产环节中，还可以实现对生产过程的监控，从而更好地管理，例如生产计划调度，经济核算等都是计算机除控制功能之外的功能体现。

二、计算机控制技术的发展现状及存在问题

在近一百年里，科学技术取得了突飞猛进的发展，将人类带入到信息时代。尤其是第二次世界大战之后，伴随着计算机技术的诞生，科学技术再一次取得了长足的进步。与此同时，经典控制理论的出现也起到了推动作用。在此基础上，计算机与控制技术的融合促进了计算机控制技术的出现和发展，但是，发展的同时也同样存在不可避免的问题。

（一）计算机控制技术发展现状

计算机硬件的发展迄今为止已经经历了四个阶段，并且正大踏步向第五个阶段迈进。计算机的处理方式也经历了三个阶段，分别是批量处理阶段、分段处理阶段、分布式处理阶段。现如今，则是向稠密处理的第四阶段发展。不仅仅计算机在发展，控制论的发展也不容忽视，它先后经历了三个阶段：经典控制论、现代控制论、大系统理论并且很快就会进入下一个阶段。

计算机控制技术是计算机技术与控制理论融合的产物，随着计算机和控制理论的不断发展，其也逐渐开始在生产生活中广泛应用。首先，母庸置疑，计算机控制技术较大规模得实现了生产的现代化和自动化，规模不断扩大，速度不断加快，效率不断提高。第二，计算机控制技术的应用在一定程度上解放了劳动力，节约人力资源，这也实现了提高生产效率的目的。

（二） 计算机控制技术目前存在问题

我国的计算机控制技术目前处于发展阶段，实践与理论的融合还存在一些问题尚待解决，所以计算机控制技术还待进一步的发展和完善。

1、抗干扰的问题。干扰是当前计算机控制中难以避免的问题之一。干扰源有很多，各类传感器、连接不当等都可能导致干扰的问题出现。干扰侵入的方式有两种，第一种是沿各种路线侵入微机控制系统。第二种，如果控制系统的接地如果出现不合理，也会导致干扰出现。

2、硬件抗干扰问题。硬件抗干扰问题是不可忽视的。如果措施得当，硬件抗干扰措施可以极大地提高抗干扰效率。首先，要明确干扰的类型和来源，在此基础尚，抑制抗干扰的方法有抗电源干扰、过程通道抗干扰措施、抗空间电磁波干扰措施、抗干扰接地等。

3、软件抗干扰问题。与硬件抗干扰问题相对应的是软件抗干扰问题。第二道防线的软件抗干扰措施包括指令冗余和软件容错设计。当然，一个系统若有可靠的硬件作为基础，以各种各样的自诊断软件作后盾，就可以构成一个可靠的微机系统。

三、结语

随着科学技术的不断发展，计算机技术和控制理论的不断进步，也会对计算机控制技术提出更高的要求。同时，计算机控制系统的设计将在系统的质量、可靠性、实时性以及系统的长期有效性上考虑得更加周到，更加健全为工业生产带来更大的推动力，为人们的工作生活提供更多的便捷。

参考文献：

[1]王鼎尧.计算机控制技术发展现状与应用分析[J].山东工

业技术， 2015（18）.

[2]吴作勋.计算机控制技术的发展现状[J].福建农机，2005

（S1）.

抗干扰设计论文范文第5篇

Abstract: The anti-interference design of embedded system is a systematic project. Basing on the working practice, the author concludes a combination of flex and rigid combination comprehensive anti-interference techniques for embedded system.

关键词:嵌入式系统;抗干扰技术;软硬结合

Key words: embedded system; anti-interference techniques; rigid-flex combination

中图分类号:TN97 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)27-0234-02

0引言

当前嵌入式系统发展如日中天,关于嵌入式系统设计的资料也是满天飞,但是关于嵌入系统的抗干扰技术却鲜见全面的论述,笔者从实际应用中总结出一套针对嵌入式系统软硬结合的综合抗干扰技术,具有很强的参考价值。嵌入式系统的抗干扰是一项系统工程,要综合考虑,软硬结合,因地制宜,才能达到理想的效果。

总的来说,嵌入式系统的抗干扰设计应采用以硬件为主,软件为辅,软硬结合的方法。因为软件的抗干扰是被动的,只有在程序异常出现后,或复位或执行其它相关操作;而硬件抗干扰却是主动的隔离外部干扰,保证系统的稳定运行。当然,一些软件的抗干扰技术也会对软件本身的BUG具有很好的纠正作用,那就另做它论了。

1硬件干扰分析与对策

在分析硬件干扰的时候,我们要分清三个主体:干扰源,干扰途径与扰设备。如图1所示,搞清楚了这三个主体,我们就可以有的放矢,无往而不胜。

就干扰源而言,分系统内部干扰源与外部干扰源,在系统内部应区分哪些是高频信号,哪些是低频信号,哪些是大电流电路,哪些是小电流电路,以便在电路设计时有针对性的进行处理。而对干扰途径,无非是传导、近场感应与远场辐射。对传导干扰就在传输线路中对干扰信号进行阻挡或滤除,而对付感应与辐射干扰的重要手段就是屏蔽。另外,热干扰也是不可忽视的一种,设计时要注意发热器件对注意器件的影响,并注意隔离。

对于传导干扰,通常的采用的技术有滤波技术、吸收技术、隔离技术等。滤波技术的主要实现方式是结构各异、特性不同的滤波器,包括电容滤波器,电感滤波器,电感电容滤波器,电阻电容滤波器等。在使用滤波器时,要对有用和无用的信号进行透彻的分析,至少要明确有用的信号的频率特征,以便有的放矢,合理的选择滤波器的截止频率,控制滤波器的斜率、纹波与漂移,同时还要考虑滤波器的阻抗匹配问题与插入损耗。另一种抑制传导干扰的器件是铁氧体磁珠,又称屏蔽珠(Shield bead)、抗干扰珠(Anti-interference bead),或者电磁/射频干扰抑制器(EMI/RFI suppressor)。与大多数滤波器将干扰信号反射回源端或转换成电场、磁场可能形成二次干扰不同,铁氧体磁珠在高频段呈现为阻性,可将干扰信号转化热量,具有较好的高频抗干扰作用。由于它容易使用,抑制效果好,价格便宜和占用空间小等诸多优点,当前应用十分广泛。隔离技术也通常用来抑制传导干扰,其实质是彻底切断干扰的传输通道,以达到抗干扰的目的。常用的隔离方法有光电隔离、继电器隔离与变压器隔离等,使用时应根据不同的信号选择不同的隔离方法。

对于感应与辐射干扰,主要靠屏蔽技术。屏蔽技术能有效地抑制通过自由空间传播的电磁干扰,通过屏蔽技术,可以限制系统内部对外部元件和装置的干扰,同时也防止来自系统外部的干扰进入系统。按其原理,屏蔽可分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽。为了抑制由电场感应引起的干扰,应采取以下措施:

增大扰电路与干扰源间的距离,以减小两者之间的分布电容;尽量使扰线路贴近地平面,以增大其对地电容;在扰电路与干扰源间之间插入金属薄板,实施屏蔽。

对磁场进行屏蔽则主要采取高磁导率材料屏蔽体、反向电流及涡流实现。提高磁场屏蔽效果,屏蔽体的材料和开关是关键。对于电磁波来说,电场分量与磁场分量总是同时存在的,所以在屏蔽电磁波时,必须同时对电场和磁场进行屏蔽。电磁波屏蔽的关键是选择合适的屏蔽体。屏蔽体之所以能阻止电磁波的传播,是因为电磁波在穿越屏蔽体时发生了能量的反射衰减和吸收衰减。实际屏蔽体的屏蔽效能是由构成屏蔽体的材料和屏蔽体的结构决定的,这些因素包括:屏蔽材料的导电性越高越好;屏蔽材料的导磁性越高越好;屏蔽材料的厚度越厚越好;屏蔽体上导电不连续点越少越好。

2软件抗干扰技术

尽管采取了硬件抗干扰措施,但由于干扰信号产生的原因很复杂,且具有很大的随机性,所以很难保证系统完全不受干扰。因此,通常在采取了硬件抗干扰措施的基础上,同时采取软件抗干扰措施加以补充,做硬件措施的辅助手段。软件抗干扰方法灵活方便,易于实施,在嵌入式系统抗干扰设计中应用非常普遍。

软件抗干扰技术是当系统受干扰后,使系统恢复正常运行或输入信号受干扰后去伪求真的一种辅助方法,其主要研究内容,其一是采取软件的方法抵制叠加在输入信号上的噪声的影响,如数字滤波技术;其二是由于干扰而使运行程序发生混乱,导致程序乱飞或陷入死循环时,采取使程序纳入正轨的措施,如软件冗余、软件陷阱及看门狗技术。常用的软件抗干扰措施为:

数字滤波;输入口信号重复检测;输出端口数据连续刷新及回采;软件拦截技术(指令冗余、软件陷阱);看门狗技术等。

关于上述几种软件抗干扰措施的具体实施方法有很多资料可以参考,有兴趣的读者可查阅相关资料,受篇幅限制,此处不再深入讲解。

下面笔者想详细地谈谈故障自动恢复处理程序。嵌入式系统的微处理器因干扰而失控导致程序乱飞、死循环、甚至使某些中断关闭。我们采用指令冗余、软件陷阱和看门狗技术,使系统尽快摆脱失控状态而转到初始入口0000H。一般说来,因干扰故障转入0000H后,控制过程并不要求从头开始,而要求转入相应的控制模块。程序乱飞期间,有可能破坏内部RAM和外部RAM中的一些重要信息,因此必须经检查之后方可使用。程序转入0000H有两种方式,一种是上电复位,一种是故障复位(如看门狗复位),这两种入口方式要加以区分。所有这些,都是故障自动恢复处理程序要研究的内容。