抗干扰技术论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇抗干扰技术论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

1.1跳频抗干扰

跳频抗干扰技术，是主要应用于超短波通信装备的一种较成熟的抗干扰技术。该技术抗干扰能力很强，广泛应用于民用无线通信系统。无线电发信频率技术是跳频抗干扰的核心技术，它是能按照特定规律、速度来回进行跳变的频率。与传统的无线电发信频率技术相比，该技术可以使载波频率不断跳变而达到频谱扩展的目的，就一般情况而言，无线通信载波频率的跳速高低能够直接反应出该系统的性能好坏。具体来讲，载波频率跳速越高，该通信系统的抗干扰性能也就越好；相反，载波频率跳速越低，该通信系统的抗干扰性能则会越差。除此之外，增加跳频的带宽也能提高无线通信抗干扰性能，带宽增大，抗干扰性能变好，带宽减小，抗干扰性能则变差。

1.2扩频抗干扰

扩频抗干扰技术，它主要是通过有效调整信号功率，从而对合成噪声进行一种编码、解码操作，正是把无线通信设备释放、接收的信号像这样隐藏在波状形的噪声中，就能有效地避免来自外界的电磁干扰。当前，最典型的扩频抗干扰手段是直接序列扩频法，它通过扩展无线信号的频带，降低其功率谱密度也就是说降低单位频带内的功率，这样就能让无线通讯信号在噪声中淹没隐藏。无线通信信号通过利用直接序列扩频法来避免干扰，不仅有很好的隐蔽性，还能实现多径抗干扰的目标。CDMA技术是我国3G（第三代移动通信系统）的关键技术之一，它也是主要使用直接序列扩频法。但是，CDMA用户所使用的扩频码一般不可以做到严格正交即无法准确同步，所以，CDMA技术随机接入多个用户时，它所使用的直接序列扩频法会时常受到多址干扰的影响。因此，这一缺陷会导致CDMA技术的通信质量以及系统容量受到很大程度上的影响，即其抗干扰性能会有所不足。

1.3多入多出或智能传输抗干扰

当前，无线通信领域中，应用度比较高的抗干扰手段还有多入多出抗干扰技术。该技术经过多根发射天线发送信号，同时使用多根接收天线接收无线信号。采用这种信息传输技术时，待传输的信息根据数学表达模型分解成了若干信息通道中的分量形式，所以当其中的一个通道中的信号分量受到干扰因素的影响而有所损耗时，我么可以通过其他分量通道进行逆变换从而得到未损耗的信号，从这里我们可以看出这种技术的特性就是，相对于单一载波信号传输，分通道传输能够有效抵抗信息传输过程的干扰，提高系统安全性。同时，还有经常使用的空时编码技术也能够通过相应技术处理提高信息传输的抗干扰性能，使信息传输更加安全可靠。此外，多入多出技术相对于一般的信息传输技术能够显著的提高总的通信系统容量，有效改善传输系统的通信性能。

2未来无线通信发展抗干扰技术的趋势

2.1自适应抗干扰

现阶段，随着对无线电通信理论研究的不断深入、调制技术和编码技术在无线通信领域中的迅速发展、计算机技术和数字信号处理技术的大量实践应用，调频技术已经突破传统的技术模式，向着自适应的方向快速发展。在学科定义上，调频技术是指随着通信系统中通信环境的不断变化，信号传输能力随之进行自动跳频、主动逃避受干扰频点等来适应环境变化，提高信息传输能力。自适应抗干扰的技术分类有很多，比如：频率自适应、功率自适应、速率自适应等。但是无论技术方法怎么变化，我们的目的只有一个：通过不断的进行信号选频和信号换频来保证无线电通信系统的信号通道在通信条件不断变化的情况下仍然处于良好的性能状态。

2.2超窄带抗干扰

超窄带技术是相对于超宽带技术而言的，超宽带技术的理论和方法已经非常的成熟，这种技术通过将待传输信号的能量在比较大的传输宽带上进行分散操作，避免不利的通信条件对通信系统造成影响。相对而言，超窄带技术就是将传输信号限制在带宽比较窄的传输通道中进行信号能量的相对集中，对于频带之外的信号能量传输时将其忽略，同样这种技术也可以提高通信系统的稳定性。

2.3组合集成抗干扰

在对多种传统的通信技术及其抗干扰技术的应用研究的基础上，我们可以将这些技术进行合理的集成，从而扬长避短，发挥各项技术的优势，例如：如跳频/扩频混合技术及时基于这样的设计理念。但是理论上讲，混合技术的集成过程比单一技术的研究使用要困难的多，这种困难不仅体现在理论上也体现在实现上，但是这种技术集成模式能够有效的提高信号传输的稳定性和安全性。比如上面所讲的跳频/扩频混合技术，这种方式在集成时不是简单地将处理增益相叠加，而是采用混合技术得到相对于单一技术模式下更大的处理增益，它是通过将频带拓宽和增加跳频效果实现的。智能天线在无线电通信中的定向接收方面和抗干扰方面都有着很好的技术指标，所以在智能天线系统中加入方向跟踪技术、分通道接收技术等可以有效的阻止干扰信号在通信接收端的被动接收，从而将接收信号和接收的干扰信号的干扰比大幅度提高，除此之外还可以在信号的发射端使用多天线技术，也可以有效提高传输信号在无线空间中的稳定性能和抗干扰能力。

3结语

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关键词：小位移测量仪 测杆运动 自动控制 抗干扰

中图分类号：TH741 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（b）-0007-02

随着现代传感技术和微纳米测量技术的迅速发展和广泛应用，国内外对小量程高精度位移测量仪器的研究与设计越来越多。现在市场上的该类仪器大都价格昂贵且和具体应用领域不相适应，所以笔者自主研发了一台用于测量微小零件尺寸和升降台位移的小位移测量仪，其量程为10 mm。采用的位移传感器为长光栅，其分辨率为10 mm。

小位移测量仪的测量过程可以分解为两个子过程：测杆运动过程和测量数据读取并处理过程。测杆运动的目的之一是使测杆能够平稳可靠地和各种不同的被测对象接触以实现对该被测对象竖向位置信息的读取；另一个目的则是通过测杆运动实现多次测量多次读数，以便通过对多个测量数据求平均值来消除随机误差对测量结果的影响。

1 测杆运动控制方法研究

1.1 测杆驱动方法

测杆的运动需要在驱动机构的作用下才能实现，小位移测量仪的驱动机构主要是直流电机和电磁离合器，如图1所示。对测杆升降的控制可通过控制电磁离合器来实现。

将电磁离合器的电源接通会使电磁离合器吸合，向上的驱动力作用在测杆上便可将测杆提升；当测杆需要下降时，将电磁离合器的电源断开会使电磁离合器断开，这时驱动力消失，测杆便可在自身重力的作用下降落。

控制电磁离合器电源的通断有两种方法：一种是通过连接在电源线上的按钮开关进行手动控制；另一种是使用处理器芯片通过编程实现自动控制。

手动控制需要操作者亲临仪器旁并在测杆运动的过程中实时观察自主判断何时接通或断开离合器电源，这种方法不方便操作，是落后的不被提倡的。

采用自动控制后，测杆运动控制完全由电路和软件实现，这样就减小了操作者的工作强度，也避免了由于操作者的误判断和误操作而导致的测量流程紊乱及测量结果错误。所以本论文采用自动控制的方法来控制测杆升降。

由于电磁离合器属于大功率器件，所以处理器对电磁离合器的控制需要借助继电器来实现。这样，测杆运动控制的控制链为：处理器引脚输出的控制信号输入继电器的控制端，继电器的两个触点接入电磁离合器的电源线路，继电器触点的通断决定了电磁离合器电源线的通断。

1.2 监测测杆上升高度的控制方法

本论文在控制测杆升降运动时采用了一种监测测杆上升高度的控制方法。

具体来说，就是在测杆上升阶段采用某种位置传感器对测杆的上升高度进行监测，当测杆上升到预定高度时位置传感器的输出信号会发生跳变，处理器感知到该信号跳变后就采取控制措施将测杆降落。

处理器会在测杆降落并和被测件表面稳定接触后从光栅信号处理板中读取测量数据。测杆降落的耗时是确定的，由实验知从测杆开始降落时刻算起的8 min之后测杆必定会与被测件稳定接触，所以在测杆开始降落之时开启了一个定时时间为八秒的定时器，处理器会在八秒定时时间到时进行测量数据的读取、保存与处理。

监测测杆上升高度的控制方法中提到的位置传感器可以是很多种传感器，鉴于光电开关（即红外反射式传感器）具有非接触触发且便于安装的优点，本论文选用光电开关作为位置传感器。

处理器对光电开关输出的跳变信号的检测是通过中断机制中的“外部中断”实现的，光电开关信号作为外部中断源输入处理器的外部中断引脚。当处理器检测到外部中断输入信号产生了下降沿跳变时，就会认为光电开关发出了中断请求，从而在外部中断的中断处理函数中将测杆降落。

2 大功率器件抗干扰方法研究

2.1 干扰的产生及其影响

分析1.1节所论述的控制链可以发现：电磁离合器和处理器之间存在间接的联系，大功率器件电磁离合器可能会对处理器产生干扰。

实际情况确实是这样，电磁离合器在工作时会将干扰信号通过连接线路耦合进处理器电路板中。这种干扰信号一般在电磁离合器进行电源切换和状态跳变时产生，用示波器对其进行观察，发现这种干扰信号是电压幅值大持续时间短的瞬间剧烈脉冲。

实验发现，干扰信号耦合进处理器电路板后，主要是对处理器中的“外部中断”部分产生不利影响，使处理器产生对外部中断输入信号的误判断和误触发。表1为大功率器件产生干扰的分析。

在正常情况下，输入外部中断引脚的跳变信号是由光电开关产生的，但是在表现为瞬间剧烈脉冲的干扰信号耦合进处理器电路板之后，输入外部中断引脚的跳变信号则有可能是干扰信号。当处理器检测到并响应了实际为干扰信号的外部中断信号时，就会发生测杆升降错误。

2.2 硬件抗干扰措施

本论文使用的处理器STM32F103ZET6是产品系列中最强大的，其抗干扰能力也比一般的处理器好很多。实验发现若选用51内核单片机STC12C5A60S2作为处理器，电磁离合器产生的干扰则可能会使处理器重启或者死机。所以通过更换处理器来消除干扰信号影响的方法是不可行的。

在干扰信号的耦合通道中进行信号隔离是抗干扰的一种主要方法，所以本论文在处理器的引脚和继电器的控制端之间加入了光电耦合器6N137。光电耦合器的输入级和输出级使用完全不同的两个电源供电，输入级的地线和输出级的地线亦相互独立，起到了对处理器电路和继电器电路进行信号隔离的作用。

大幅度延长干扰信号的耦合线路，使干扰信号在电线中发生损耗是抗干扰的另一种方法，所以本论文在处理器的引脚和光电耦合器的输入端之间以及继电器的触点和电磁离合器之间配置了超过15 m的电线。

另外，本论文还采用了对处理器电路板正反面覆铜的抗干扰方法。

实验证明，以上三种硬件抗干扰措施在很大程度上抑制了干扰，但是干扰并没有完全消除，在偶尔几次电磁离合器进行电源状态切换时处理器仍会产生中断误触发。

为了完全消除干扰的影响，本论文在采用以上硬件抗干扰措施的同时，设计了一种通过软件来抗干扰的方法。

2.3 软件抗干扰方法的实现

由于电磁离合器进行电源切换和状态跳变的时刻是可知的，即产生干扰的时间点是固定的，所以可以采用在产生干扰的时间点上不去检测外部中断信号的方法来避免“外部中断”扰信号所触发。具体来说就是在干扰产生时间点所在的一段时间内通过编程将外部中断检测功能关闭（即关中断）。这种通过在测杆升降过程中选择合适的时刻关中断和开中断来抗干扰的思路就是软件抗干扰方法的实现思路。

具有软件抗干扰功能的测杆运动控制流程图如图2所示。对该流程图和1.2节所论述的监测测杆上升高度的控制方法进行比较后可以发现：新方法中加入了一个定时时间为两秒的定时器。这两秒是从测杆开始提升的瞬间干扰发生到开启外部中断的时间间隔。也就是说在此干扰发生时刻之后的两秒内，外部中断是关闭的。

而在此干扰发生时刻之前的一段时间内，外部中断也是关闭的。具体来说，这一段时间是指从仪器开机到此干扰第一次发生时刻之间的时间段，以及上次测杆开始降落时刻到此干扰发生时刻之间的时间段。

可见，在测杆开始提升瞬间干扰发生时刻所在的前后一段时间内，外部中断是关闭的。

而由于在测杆提升到预定高度时处理器先关闭外部中断再降落测杆，所以在测杆开始降落瞬间干扰发生时外部中断也已经关闭。

所以在测杆整个运动过程中的干扰产生时间点上外部中断检测功能都是关闭的，这就避免了处理器检测并响应实际为干扰信号的外部中断信号。

3 结语

在小位移测量仪测杆升降运动过程中，通过采用硬件抗干扰措施和软件抗干扰方法，完全消除了大功率器件由于线路耦合而对处理器产生的信号干扰，保证了测杆自动升降过程的正常进行。该方法对含有大功率执行器的自动控制系统具有普遍适用性。

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单片机的特点主要有：高集成度，体积小，高可靠性；控制功能强；低电压，低功耗，便于生产便携式产品；易扩展；优异的性能价格比。目前，单片机的应用领域主要包括：办公自动化设备；单片机在机电一体化中的应用；在实时过程控制中的应用；单片机在日常生活及家用电器领域的应用；在各类仪器仪表中引入单片机，使仪器仪表智能化，提高测试的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比；在计算机网络和通信领域中的应用；商业营销设备；单片机在医用设备领域中的应用；汽车电子产品；航空航天系统和国防军事、尖端武器等领域，单片机的应用更是不言而喻。

二、单片机开发中的几个基本技巧

在单片机应用开发中，代码的使用效率问题、单片机抗干扰性和可靠性等问题仍困扰着。现归纳出单片机开发中应掌握的几个基本技巧。

1、如何减少程序中的bug。对于如何减少程序的bug，应该先考虑系统运行中应考虑的超范围管理参数如下。物理参数：这些参数主要是系统的输入参数，它包括激励参数、采集处理中的运行参数和处理结束的结果参数。资源参数：这些参数主要是系统中的电路、器件、功能单元的资源，如记忆体容量、存储单元长度、堆叠深度。应用参数：这些应用参数常表现为一些单片机、功能单元的应用条件。过程参数：指系统运行中的有序变化的参数。

2、如何提高C语言编程代码的效率。用C语言进行单片机程序设计是单片机开发与应用的必然趋势。如果使用C编程时，要达到最高的效率，最好熟悉所使用的C编译器。先试验一下每条C语言编译以后对应的汇编语言的语句行数，这样就可以很明确的知道效率。在今后编程的时候，使用编译效率最高的语句。各家的C编译器都会有一定的差异，故编译效率也会有所不同，优秀的嵌入式系统C编译器代码长度和执行时间仅比以汇编语言编写的同样功能程度长5-20％。对于复杂而开发时间紧的项目时，可以采用C语言，但前提是要求你对该MCU系统的C语言和C编译器非常熟悉，特别要注意该C编译系统所能支持的数据类型和算法。虽然C语言是最普遍的一种高级语言，但由于不同的MCU厂家其C语言编译系统是有所差别的，特别是在一些特殊功能模块的操作上。所以如果对这些特性不了解，那么调试起来问题就会很多，反而导致执行效率低于汇编语言。

3、如何解决单片机的抗干扰性问题。防止干扰最有效的方法是去除干扰源、隔断干扰路径，但往往很难做到，所以只能看单片机抗干扰能力够不够强了。在提高硬件系统抗干扰能力的同时，软件抗干扰以其设计灵活、节省硬件资源、可靠性好越来越受到重视。单片机干扰最常见的现象就是复位；至于程序跑飞，其实也可以用软件陷阱和看门狗将程序拉回到复位状态；所以单片机软件抗干扰最重要的是处理好复位状态。一般单片机都会有一些标志寄存器，可以用来判断复位原因；另外你也可以自己在RAM中埋一些标志。在每次程序复位时，通过判断这些标志，可以判断出不同的复位原因；还可以根据不同的标志直接跳到相应的程序。这样可以使程序运行有连续性，用户在使用时也不会察觉到程序被重新复位过。

4、如何测试单片机系统的可靠性。当一个单片机系统设计完成，对于不同的单片机系统产品会有不同的测试项目和方法，但是有一些是必须测试的：测试单片机软件功能的完善性；上电、掉电测试；老化测试；ESD和EFT等测试。有时候，我们还可以模拟人为使用中，可能发生的破坏情况。例如用人体或者衣服织物故意摩擦单片机系统的接触端口，由此测试抗静电的能力。用大功率电钻靠近单片机系统工作，由此测试抗电磁干扰能力等。

综上所述，单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面，单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。此外在开发和应用过程中我们更要掌握技巧，提高效率，以便于发挥它更加广阔的用途。

参考文献：

[1]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术.北京：北京航空航天大学出版社，1990

[2]蔡美琴等.MCS-51单片机系统及其应用.北京：高等教育出版社，1992

[3]孙涵芳.MCS-51/96系列单片机原理及应用.北京：北京航空航天大学出版社，1996

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关键词：PLC，控制系统抗干扰措施

 

可编程控制器（ProgrammableLogic Controller）简称PLC它是将传统的继电器控制技术、通讯技术和微机技术相融合，专为工业控制而设计的专用控制器。由于PLC本身所具有的一系列优点，因此在工业控制领域中的普及范围越来越广，PLC产品的种类也越来越多，其结构型号、性能、容量、指令系统，编程方法等各不相同，适用场合也各有侧重。因此，合理选择PLC 对于提高其在控制系统中的应用有着重要作用。应用PLC首先要详细分析被控对象、控制过程与要求，熟悉了解工艺流程后列出控制系统的所有功能和指标要求．与继电器控制系统和工业控制计算机进行比较后加以选择。PLC 最适合于控制对象的工业环境较差，而安全性、可靠性要求特别高，系统工艺复杂，输入输出以开关量为多，用常规的继电器接触器难以实现，工艺流程又要经常变动的对象和现场。其次要确定控制范围，一般讲，能够反映生产过程的运行情况，能用传感器进行直接测量的参数；用人工进行控制工作量大，操作复杂容易出错或操作过于频繁，人工操作不容易满足工艺要求的往往由PLC控制。尽管PLC自身具备良好的抗干扰能力，但在实际应用中各种类型PLC大多处在恶劣电磁环境中,在实际应用中常遇到PLC因干扰而不能正常工作的情形,所以在PLC控制系统抗干扰能力仍然是设计系统不容忽视的问题。

1 PLC 的选择

1） PLC机型的选择

PLC机型的选择主要是指在功能上如何满足需要，并且充分利用系统资源。选择机型前，首先要对被控制系统进行初步估计：有多少开关量输入，电压分别为多少，有多少开关量输出，输出功率为多少；有多少模拟量输人和模拟量输出；是否有特殊控制要求，如高速计数器（HC）；现场对控制器响应速度有何要求；机房与现场分开还是在一起等。

在功能满足要求的前提下，选择最可靠、维护使用最方便以及性能价格最优的机型。通常的做法是：在工艺过程比较固定、环境条件较好的场合，选用整体式结构的PLC；其他情况则最好选用模块式结构的PLC；对于开关量控制以及以开关量控制为主、带少量模拟量控制的，一般其控制速度无须考虑，因此选用带A/D转换，D/A转换，加减运算、数据传送功能的低档机就能满足要求；而控制比较复杂，控制功能要求比较高的，可根据控制规模及复杂程度来选用中档或高档机。应该注意的是，同一个企业应尽量做到机型统一，这样同一个机型的PLC模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理；同时，其统一的功能及编程方法也有利于技术力量的培训、技术水平的提高和功能的开发；此外，由于其外部设备通用，资源可以共享，并集中管理。

2） 输入/输出端口（I/O）的选择

PLC与工业生产过程的联系是通过I/O接口模块来实现的，PLC有许多I/O接口模块，包括开关量输入、输出模块、模拟量输人模块、模拟量输出模块以及其他一些特殊模块，使用时应根据它们的特点进行选择。

（1） 确定l/O点数。不同的控制对象所需要的阳点数不同，一些典型的传动设备及常用的电气元件所需PLC的I/O点数是固定的，如一个带磁环双作用气缸需用2个输入点；一个按钮需一个输入点；一个指示灯占用一个输出点等。但对于同一个控制对象，由于采用的控制方法不同或编程水平不同，I/O点数也应有变化。根据控制系统的要求确定所需的I/O点数时，应再增加10％一20％的备用量，以便拓展控制功能。

（2） 开关量I/O。开关量I/O接口可以从传感器和开关（如按钮、行程开关等）及控制设备（如指示灯、电动机启动器等）接收信号。典型的交流I/O信号为24～240V，直流I/O信号为5～240V。输入电路因PLC品牌不同略有差别，但有些特性是相同的，如用于消除错误信号的抖动电路等。

（3）模拟量I/O。模拟量I/O接口一般用来感知传感器产生的信号。这些接口可用于测量流量、温度和压力，并可用于控制电压或电流输出设备。其典型量程为-10～+10V、0～+11V、4～20mA或10～50mA。一些制造厂家在PLC上设计有特殊模拟接口，因而可以接收低电平信号，如RTD、热电偶等。

3） 存储器类型及容量选择

PLC系统所使用的存储器由ROM和RAM组成，存储容量则随机器的大小变化，最大存储能力：一般小型机最大存储能力低于6KB，中型机的最大存储能力可达64KB，大型机的最大存储能力可上兆字节。使用时可根据程序及数据的存储需要来选用合适的机型。必要时也可专门进行存储器的扩充设计。

4） 电源模块选择

在系统的实现过程中，PLC的编程问题是非常重要的。用户应当对所选择PLC产品的软件功能及编程器有所了解。小型控制系统一般选用价格便宜的简易编程器（如LOGO），如果系统较大或多台PLC共用，可以选用功能强，编程方便的图形编程器。如果有个人计算机，可以选用能在个人计算机上运行的编程软件包。同时，为了防止因干扰、电池电压下降等原因破坏RAM中的用户程序，可以选用E2PROM模块作为外部设备。论文参考网。

对于结构为模块式的PLC，电源模块和额定电流必须大干或等于主机、I/O模块、专用模块等总的消耗电流之和。当使用专用机架时．从主机架电源模块到最远一个扩展机架的线路压降必须小于0.25V。

5） 程序设计

根据控制对象的控制任务完成前述阶段后就可以进行控制系统的流程设计，画出控制系统的流程图，进一步说明各个控制信息之间的关系，然后具体安排I/O的配置，并对I/O进行地址编号。I/O地址编号确定后，再画出I/O端子和现场信号接线图，进行系统设计即可将硬件设计和程序编写二项工作平行进行，编写程序的过程就是软件设计过程。用户编写的程序在总装统调前需要进行模拟调试。用装在户LC 上的模拟开关模拟输入信号的状态，用输出点的指示灯模拟被控对象，检查程序无误后便把PLC接到系统里，进行总装统调，如果统调达不到指标要求则可对硬件和软件作调整，全部调试结束后，一般将程序固化在有长久记忆功能的EPROM中长期保存。

2 PLC系统的干扰源

PLC的干扰源比较复杂，分类方法较多，常见的有按性质分或按来源分。

按性质可分为共模干扰和差模干扰两大类。共模干扰主要由电网串入、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。共模电压有时较大,特别是采用隔离性能差的配电器供电时,变送器输出信号的共模电压普遍较高,有的可高达130V以上。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。差模干扰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,这种干扰直接叠加在信号上,直接影响测量与控制精度。论文参考网。

按来源可分为内部干扰和外部干扰。内部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。这都属于PLC 制造厂对系统内部进行电磁兼容设计的内容,比较复杂,作为应用部门无法改变,可不必过多考虑。外部干扰主要有来自空间的辐射干扰、来自电源的干扰、来自信号线引入的干扰、来自接地系统混乱时的干扰等。来自空间的辐射干扰主要是由电力网络、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的,通常称为辐射干扰,其分布极为复杂,若PLC 系统置于射频场内,就会受到辐射干扰。

3 抗干扰措施

1） 硬件措施

（1）屏蔽：对电源变压器、CPU、编程器等主要部件，采用导电、导磁良好的材料进行屏蔽，以防外界干扰。

（2）滤波：对供电系统及输入线路采用多种形式的滤波，以消除或抑制高频干扰，也削弱了各种模块之间的相互影响。

（3）电源调整与保护：对CPU这个核心部件所需的＋5V 电源，采用多级滤波，并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。

（4）隔离：在CPU与I/O电路间，采用光电隔离措施，有效隔离I/O间的电联系，减少故障误动作。

（5）采用模块式结构：这种结构有助干在故障情况下短时修复。论文参考网。因为一旦查处某一模块出现故障，就能迅速更换，使系统回复正常工作，也有助于加快查找故障原因。

2） 软件措施

（1）故障检测：PLC本身有很完善的自诊断功能，但在工程实践中，PLC的I/O元件如限位开关、电磁阀、接触器等的故障率远远高于PLC的本身故障率，这些元件出现故障后，PLC一般不会察觉出来，不会立即停机，这会导致多个故障相继发生，严重时会造成人身设备事故，停机后查找故障也要花费大量时间。

（2）信息保护和恢复：当偶发性故障条件出现时，不破坏PLC内部的信息，一旦故障条件消失，就可以恢复正常继续原来的工作。所以，PLC在检测故障条件时，立即把现状态存入存储器，软件配合对存储器进行封闭，禁止对存储器的任何操作，以防存储器信息被冲掉，一旦检测到外界环境正常后，便可恢复到故障发生前的状态，继续原来的程序工作。

（3）提高输入信号的可靠性：由于电磁干扰、噪声、模拟信号误差等因素的影响，会引起输入信号的错误，引起程序判断失误，造成事故，例如按钮的抖动、继电器触点的瞬间跳动都会引起系统误动作，可以采用软件延时去抖。对于模拟信号误差的影响可采取对模拟信号连续采样三次．采样间隔根据A/D转换时间和该信号的变化频率而定，三个数据先后存放在不同的数据寄存器中，经比较后取中间值或平均值作为当前输入值。在硬件和软件方面采取各种措施后,大大提高。

4 结束语

目前，随着各种技术的迅猛发展，PLC的种类日益繁多．功能也逐渐增强，在产品规模上向大小两个发展。在实际工作中还要根据实际情况对PLC的选用做出适当调整以及根据具体情况选用适当的抗干扰措施，以便满足期望的工业控制系统。

参考文献

[1] 陈宇,段鑫.可编程序控制器基础及编程技巧[M].广州:华南理工大学出版社,2002.

[2 ]陈琳. 可编程控制器应用技术[M] . 北京:化学工业出版社,2005.

[3 ]郭银景,吕文红,唐富华,杨阳. 电磁兼容原理及应用教程[M] . 北京:清华大学出版社,2004.

[4 ]寥常初. 可编程控制器的编程方法与工程应用[M] . 重庆:重庆大学出版社,2004.

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关键词：继电保护，维护，故障处理

 

0 引言

随着我国电力工业和电力系统的快速发展，对发电厂、变电站的安全、经济运行要求越来越高。另外，因电子、计算机和通信系统的快速发展，也使得发电厂、变电站监控系统的自动化水平不断提高。微机继电保护和安全自动装置也成为了电网安全稳定运行和可靠供电的重要保障。

1 继电保护发展现状

上世纪60年代到80年代是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。其中天津大学与南京电力自动化设备厂合作研究的500kV晶体管方向高频保护和南京电力自动化研究院研制的晶体管高频闭锁距离保护，运行于葛洲坝500kV线路上,结束了500kV线路保护完全依靠从国外进口的时代。在20世纪70年代中，基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究。到80年代末集成电路保护已形成完整系列，逐渐取代晶体管保护。到90年代初集成电路保护的研制、生产和应用仍处于主导地位，这是集成电路保护时代。免费论文，维护。我国从20世纪70年代末即已开始了计算机继电保护的研究，1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定，并在系统中获得应用，揭开了我国继电保护发展史上新的一页，为微机保护的推广开辟了道路。从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色，为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全且工作可靠的继电保护装置。随着微机保护装置的研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。

2继电保护的维护管理

2.1 微机保护装置要采取电磁干扰防护措施

变电站改造中，电磁型保护更换成微机型保护时，必须采取防电磁干扰的技术措施，即严格执行微机保护装置的安装条件，安装带有屏蔽层的电缆，而且两端的屏蔽层必须接地。防止由于线路较长，一端接地时，另一端会由于电磁干扰产生电压、电流，造成微机保护的拒动或误动。为减少保护装置故障和错误出现的几率，微机保护装置必须优化设计、合理制造工艺以及元、器件的高质量。同时还要采用屏蔽和隔离等技术来保证装置的可靠性，从而提高抗干扰的能力。

2.2 微机保护装置的接地要严格按规定执行

微机保护装置内部是电子电路，容易受到强电场、强磁场的十扰，外壳的接地屏蔽有利于改善微机保护装置的运行环境；微机保护提高可靠性，应以抑制干扰源、阻塞耦合通道、提高敏感回路抗干扰能力入手，并运用自动检测技术及容错设计来保证微机保护装置的可靠性；容错即容忍错误，即使出现局部错误也不会导致保护装置的误动或拒动。免费论文，维护。容错设计则是利用冗余的设备在线运行，以保证保护装置的不间断运行。采用容错技术设计是为了换取常规设计所不能得到的高可靠性，确保微机保护装置的可靠运行。

2.3 防误措施

微机保护的一些定值设定以及重要参数修改在硬件设计上设置操作锁，操作时必须正确输入操作员的密码和监护人的密码时，方可进行正常操作，并将操作人和监护人的姓名等信息予以记录和保存。

2.4 继电保护装置的日常维护

（1）当班运行人员定时对继电保护装里进行巡视和检查，对运行情况要做好运行记录。

（2）建立岗位责任制，做到人人有岗，每岗有人。

（3）做好继电保护装置的清扫工作。清扫工作必须由两人进行，防止误碰运行设备，注惫与带电设备保持安全距离，避免人身触电和造成二次回路短路、接地事故。

（4）对微机保护的电流、电压采样值每周记录一次。

（5）每月对微机保护的打印机进行检查并打印。免费论文，维护。

3 继电保护故障处理要点

继电保护工作是一项技术性很强的工作。如果只想学会对设备的调试并不难,只要经过一段时间的培训,按照调试大纲依次进行就可实现。而一旦出现异常现象,想处理它并非易事。它要求工作人员有扎实的理论基础,更要有解决处理故障的有效方法。一个合适的方法,在工作中能帮你少走弯路,提高效率。可以说继电保护技术性很大程度上体现在故障处理的能力上。因此,如何用最快最有效的方法去处理故障,体现技术水平,成为广大继电保护工作者所共同要探讨的课题。下面是常用的几种故障处理方法。

3.1 直观法

处理一些无法用仪器逐点测试,或某一插件故障一时无备品更换,而又想将故障排除的情况。比如10KV开关柜分或拒合故障处理。在操作命令下发后,观察到合闸接触器或跳闸线圈能动作,说明电气回路正常,故障存在机构内部。到现场如直接观察到继电器内部明显发黄,或哪个元器件发出浓烈的焦味等便可快速确认故障所在,更换损坏的元件即可。

3.2 掉换法

用好的或认为正常的相同元件代替怀疑的或认为有故障的元件,来判断它的好坏,可快速地缩小查找故障范围。免费论文，维护。这是处理综合自动化保护装置内部故障最常用方法。当一些微机保护故障,或一些内部回路复杂的单元继电器,可用附近备用或暂时处于检修的插件、继电器取代它。如故障消失,说明故障在换下来的元件内,否则还得继续在其它地方查故障。

如一条110 kV旁路L FP-941A微机保护运行指示灯忽闪忽灭,并不打印任何故障报告,很难判断为何故障。正好附近有备用间隔,取各插件相应对换,查出故障在CPU插件上。用此项方法,要特别注意插件内的跳线、程序及定值芯片是否一样,确认无误方可掉换,并根据情况模拟传动。

3.3 逐项拆除法

将并联在一起的二次回路顺序脱开，然后再依次放回，一旦故障出现，就表明故障存在哪路。再在这一路内用同样方法查找更小的分支路，直至找到故障点。此法主要用于查直流接地，交流电源熔丝放不上等故障。如直流接地故障。先通过拉路法，根据负荷的重要性，分别短时拉开直流屏所供直流负荷各回路，切断时间不得超过3秒，当切除某一回路故障消失，则说明故障就在该回路之内，再进一步运用拉路法，确定故障所在支路。再将接地支路的电源端端子分别拆开，直至查到故障点。如电压互感器二次熔丝熔断，回路存在短路故障，或二次交流电压互串等，可从电压互感器二次短路相的总引出处将端子分离，此时故障消除。免费论文，维护。然后逐个恢复，直至故障出现，再分支路依次排查。如整套装置的保护熔丝熔断或电源空气开关合不上，则可通过各块插件的拔插排查，并结合观察熔丝熔断情况变化来缩小故障范围。免费论文，维护。

4 结语

继电保护是电力系统安全正常运行的重要保障，目前已经得到了广泛的应用，随着科学技术的不断进步，继电保护技术日益呈现出向微机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展的趋势。

参考文献：

[1]罗钰玲.电力系统微机继电保护[M].北京:人民邮电出版社.

[2]应斌.浅谈继电保护工作中故障处理的若干方法[J].广西电力,2006,(4):80-83.

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关 键 字：冲压发动机；推力控制系统；模糊PID；MATLAB；鲁棒性

中图分类号：TP27 文献标识码：A

1 引 言

随着航空飞行器的不断发展，其性能要求越来越高，而工作环境越来越复杂，必须设计良好的控制系统满足复杂环境下不断提高的工作性能需求。

国内外对冲压发动机的推力控制均有研究，文献[1]对超燃冲压发动机的推进系统部分进行控制系统研究，文献[2-3]应用鲁棒控制器对推力控制回路部分进行控制，其研究结果都能达到了给定的鲁棒性性能要求。但冲压发动机参数变化范围较大，只能提高有限的性能 [4]，如果系统要求更高的性能，就必须研究更好的控制策略。传统PID控制器[5]的控制算法及结构比较简单，可以满足基本的性能要求[3]，但达不到很好的性能，而采用智能型PID自整定控制器[6]，将传统PID控制和智能控制相结合，可以满足更高的性能。

本文利用模糊PID控制算法[7-9]对推力回路进行控制，并进行各方面性能的测试，其仿真结果表明，根据模糊PID控制设计的推力控制器可以使系统的动态性能得到进一步改善。

2 被控对象数学模型

6 结语

本文通过简化的数学模型，在SIMULINK软件上对冲压发动机推力控制部分设计了模糊PID控制器， 并做出了各种测试信号的响应曲线，与文献[3]中设计的鲁棒控制器及传统的PI控制器的响应曲线做了比较。从结果可以看出，所设计的模糊PID控制器可以很好的保证推力变化的快速性、稳定性、抗干扰性以及不受系统的不确定性的影响，保证系统各种性能优于文献[3]的鲁棒控制器以及传统PI控制器。在将来的研究中，希望根据仿真的基础进行半实物仿真，并考虑更多的不稳定因素对被控对象的影响，使系统在复杂的环境中表现更高的性能。模糊PID控制方法可以运用于性能要求比较高的控制系统，如航空飞行器的控制系统，使其在复杂的工作条件下实现系统的快速性以及稳定性，具有很好的现实意义和应用前景。

参考文献（References）：

[1] W Curran， P Stiglic. Hypersonic Research Engine Integated Propulsion Control [J]. Journal of Aircraft.1971，8（8）： 652-656.

[2] 杨朗. 冲压发动机推力控制系统研究[D]. 哈尔滨：哈尔滨工业大学硕士论文，2006.

[3] 高耸. 超燃冲压发动机推力控制系统设计[D]. 哈尔滨：哈尔滨工业大学硕士论文，2010.

[4] M Heller， G Sachs. Flight dynamics and robust control of a hypersonic test vehicle with ramjet propulsion [C]. AIAA Meeting paper 1998-1521，1998.

[5] K Astrom， T Hagglund.PID controller： Theory， Design， and Tuning[M]. America： Instrument Society of America，1995.

[6] K J Astrom， C C Hang， P Persson， W K Ho. Towards intelligent PID control [J].Automatica，1992，28（1）：1-9

[7] H Ying.An analytical study on structure， stability and design of general nonlinear Takagi-Sugeno fuzzy control systems [J]. Automatica，1998，34（12）：1617-1623.

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论文摘要：目前单片机渗透到我们生活的各个领域，本文介绍了单片机的应用并且根据自己的一些经验谈了单片机应用过程中应该掌握的几个技巧。

目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，广泛使用的各种智能IC卡等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。

一、单片机的特点应用

单片机的特点主要有 ：高集成度，体积小，高可靠性 ；控制功能强；低电压，低功耗，便于生产便携式产品 ；易扩展；优异的性能价格比。目前，单片机的应用领域 主要包括：办公自动化设备；单片机在机电一体化中的应用；在实时过程控制中的应用；单片机在日常生活及家用电器领域的应用；在各类仪器仪表中引入单片机，使仪器仪表智能化，提高测试的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比；在计算机网络和通信领域中的应用；商业营销设备；单片机在医用设备领域中的应用；汽车电子产品；航空航天系统和国防军事、尖端武器等领域，单片机的应用更是不言而喻。

二、单片机开发中的几个基本技巧

在单片机应用开发中，代码的使用效率问题、单片机抗干扰性和可靠性等问题仍困扰着。现归纳出单片机开发中应掌握的几个基本技巧。

1、如何减少程序中的bug。对于如何减少程序的bug，应该先考虑系统运行中应考虑的超范围管理参数如下。物理参数：这些参数主要是系统的输入参数，它包括激励参数、采集处理中的运行参数和处理结束的结果参数。资源参数：这些参数主要是系统中的电路、器件、功能单元的资源，如记忆体容量、存储单元长度、堆叠深度。应用参数：这些应用参数常表现为一些单片机、功能单元的应用条件。过程参数：指系统运行中的有序变化的参数。

2、如何提高C语言编程代码的效率。用C语言进行单片机程序设计是单片机开发与应用的必然趋势。如果使用C编程时，要达到最高的效率，最好熟悉所使用的C编译器。先试验一下每条C语言编译以后对应的汇编语言的语句行数，这样就可以很明确的知道效率。在今后编程的时候，使用编译效率最高的语句。各家的C编译器都会有一定的差异，故编译效率也会有所不同，优秀的嵌入式系统C编译器代码长度和执行时间仅比以汇编语言编写的同样功能程度长5-20％。对于复杂而开发时间紧的项目时，可以采用C语言，但前提是要求你对该MCU系统的C语言和C编译器非常熟悉，特别要注意该C编译系统所能支持的数据类型和算法。虽然C语言是最普遍的一种高级语言，但由于不同的MCU厂家其C语言编译系统是有所差别的，特别是在一些特殊功能模块的操作上。所以如果对这些特性不了解，那么调试起来问题就会很多，反而导致执行效率低于汇编语言。

3、如何解决单片机的抗干扰性问题。防止干扰最有效的方法是去除干扰源、隔断干扰路径，但往往很难做到，所以只能看单片机抗干扰能力够不够强了。在提高硬件系统抗干扰能力的同时，软件抗干扰以其设计灵活、节省硬件资源、可靠性好越来越受到重视。单片机干扰最常见的现象就是复位；至于程序跑飞，其实也可以用软件陷阱和看门狗将程序拉回到复位状态；所以单片机软件抗干扰最重要的是处理好复位状态。一般单片机都会有一些标志寄存器，可以用来判断复位原因；另外你也可以自己在RAM中埋一些标志。在每次程序复位时，通过判断这些标志，可以判断出不同的复位原因；还可以根据不同的标志直接跳到相应的程序。这样可以使程序运行有连续性，用户在使用时也不会察觉到程序被重新复位过。

4、如何测试单片机系统的可靠性。当一个单片机系统设计完成，对于不同的单片机系统产品会有不同的测试项目和方法，但是有一些是必须测试的：测试单片机软件功能的完善性；上电、掉电测试；老化测试；ESD和EFT等测试。有时候，我们还可以模拟人为使用中，可能发生的破坏情况。例如用人体或者衣服织物故意摩擦单片机系统的接触端口，由此测试抗静电的能力。用大功率电钻靠近单片机系统工作，由此测试抗电磁干扰能力等。

综上所述，单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面，单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。此外在开发和应用过程中我们更要掌握技巧，提高效率，以便于发挥它更加广阔的用途。

参考文献：

[1]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术.北京：北京 航空航天大学出版社，1990