抗干擾技術(shù)論文精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇抗干擾技術(shù)論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

1.1跳頻抗干擾

跳頻抗干擾技術(shù)，是主要應(yīng)用于超短波通信裝備的一種較成熟的抗干擾技術(shù)。該技術(shù)抗干擾能力很強，廣泛應(yīng)用于民用無線通信系統(tǒng)。無線電發(fā)信頻率技術(shù)是跳頻抗干擾的核心技術(shù)，它是能按照特定規(guī)律、速度來回進(jìn)行跳變的頻率。與傳統(tǒng)的無線電發(fā)信頻率技術(shù)相比，該技術(shù)可以使載波頻率不斷跳變而達(dá)到頻譜擴(kuò)展的目的，就一般情況而言，無線通信載波頻率的跳速高低能夠直接反應(yīng)出該系統(tǒng)的性能好壞。具體來講，載波頻率跳速越高，該通信系統(tǒng)的抗干擾性能也就越好；相反，載波頻率跳速越低，該通信系統(tǒng)的抗干擾性能則會越差。除此之外，增加跳頻的帶寬也能提高無線通信抗干擾性能，帶寬增大，抗干擾性能變好，帶寬減小，抗干擾性能則變差。

1.2擴(kuò)頻抗干擾

擴(kuò)頻抗干擾技術(shù)，它主要是通過有效調(diào)整信號功率，從而對合成噪聲進(jìn)行一種編碼、解碼操作，正是把無線通信設(shè)備釋放、接收的信號像這樣隱藏在波狀形的噪聲中，就能有效地避免來自外界的電磁干擾。當(dāng)前，最典型的擴(kuò)頻抗干擾手段是直接序列擴(kuò)頻法，它通過擴(kuò)展無線信號的頻帶，降低其功率譜密度也就是說降低單位頻帶內(nèi)的功率，這樣就能讓無線通訊信號在噪聲中淹沒隱藏。無線通信信號通過利用直接序列擴(kuò)頻法來避免干擾，不僅有很好的隱蔽性，還能實現(xiàn)多徑抗干擾的目標(biāo)。CDMA技術(shù)是我國3G（第三代移動通信系統(tǒng)）的關(guān)鍵技術(shù)之一，它也是主要使用直接序列擴(kuò)頻法。但是，CDMA用戶所使用的擴(kuò)頻碼一般不可以做到嚴(yán)格正交即無法準(zhǔn)確同步，所以，CDMA技術(shù)隨機(jī)接入多個用戶時，它所使用的直接序列擴(kuò)頻法會時常受到多址干擾的影響。因此，這一缺陷會導(dǎo)致CDMA技術(shù)的通信質(zhì)量以及系統(tǒng)容量受到很大程度上的影響，即其抗干擾性能會有所不足。

1.3多入多出或智能傳輸抗干擾

當(dāng)前，無線通信領(lǐng)域中，應(yīng)用度比較高的抗干擾手段還有多入多出抗干擾技術(shù)。該技術(shù)經(jīng)過多根發(fā)射天線發(fā)送信號，同時使用多根接收天線接收無線信號。采用這種信息傳輸技術(shù)時，待傳輸?shù)男畔⒏鶕?jù)數(shù)學(xué)表達(dá)模型分解成了若干信息通道中的分量形式，所以當(dāng)其中的一個通道中的信號分量受到干擾因素的影響而有所損耗時，我么可以通過其他分量通道進(jìn)行逆變換從而得到未損耗的信號，從這里我們可以看出這種技術(shù)的特性就是，相對于單一載波信號傳輸，分通道傳輸能夠有效抵抗信息傳輸過程的干擾，提高系統(tǒng)安全性。同時，還有經(jīng)常使用的空時編碼技術(shù)也能夠通過相應(yīng)技術(shù)處理提高信息傳輸?shù)目垢蓴_性能，使信息傳輸更加安全可靠。此外，多入多出技術(shù)相對于一般的信息傳輸技術(shù)能夠顯著的提高總的通信系統(tǒng)容量，有效改善傳輸系統(tǒng)的通信性能。

2未來無線通信發(fā)展抗干擾技術(shù)的趨勢

2.1自適應(yīng)抗干擾

現(xiàn)階段，隨著對無線電通信理論研究的不斷深入、調(diào)制技術(shù)和編碼技術(shù)在無線通信領(lǐng)域中的迅速發(fā)展、計算機(jī)技術(shù)和數(shù)字信號處理技術(shù)的大量實踐應(yīng)用，調(diào)頻技術(shù)已經(jīng)突破傳統(tǒng)的技術(shù)模式，向著自適應(yīng)的方向快速發(fā)展。在學(xué)科定義上，調(diào)頻技術(shù)是指隨著通信系統(tǒng)中通信環(huán)境的不斷變化，信號傳輸能力隨之進(jìn)行自動跳頻、主動逃避受干擾頻點等來適應(yīng)環(huán)境變化，提高信息傳輸能力。自適應(yīng)抗干擾的技術(shù)分類有很多，比如：頻率自適應(yīng)、功率自適應(yīng)、速率自適應(yīng)等。但是無論技術(shù)方法怎么變化，我們的目的只有一個：通過不斷的進(jìn)行信號選頻和信號換頻來保證無線電通信系統(tǒng)的信號通道在通信條件不斷變化的情況下仍然處于良好的性能狀態(tài)。

2.2超窄帶抗干擾

超窄帶技術(shù)是相對于超寬帶技術(shù)而言的，超寬帶技術(shù)的理論和方法已經(jīng)非常的成熟，這種技術(shù)通過將待傳輸信號的能量在比較大的傳輸寬帶上進(jìn)行分散操作，避免不利的通信條件對通信系統(tǒng)造成影響。相對而言，超窄帶技術(shù)就是將傳輸信號限制在帶寬比較窄的傳輸通道中進(jìn)行信號能量的相對集中，對于頻帶之外的信號能量傳輸時將其忽略，同樣這種技術(shù)也可以提高通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.3組合集成抗干擾

在對多種傳統(tǒng)的通信技術(shù)及其抗干擾技術(shù)的應(yīng)用研究的基礎(chǔ)上，我們可以將這些技術(shù)進(jìn)行合理的集成，從而揚長避短，發(fā)揮各項技術(shù)的優(yōu)勢，例如：如跳頻/擴(kuò)頻混合技術(shù)及時基于這樣的設(shè)計理念。但是理論上講，混合技術(shù)的集成過程比單一技術(shù)的研究使用要困難的多，這種困難不僅體現(xiàn)在理論上也體現(xiàn)在實現(xiàn)上，但是這種技術(shù)集成模式能夠有效的提高信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性。比如上面所講的跳頻/擴(kuò)頻混合技術(shù)，這種方式在集成時不是簡單地將處理增益相疊加，而是采用混合技術(shù)得到相對于單一技術(shù)模式下更大的處理增益，它是通過將頻帶拓寬和增加跳頻效果實現(xiàn)的。智能天線在無線電通信中的定向接收方面和抗干擾方面都有著很好的技術(shù)指標(biāo)，所以在智能天線系統(tǒng)中加入方向跟蹤技術(shù)、分通道接收技術(shù)等可以有效的阻止干擾信號在通信接收端的被動接收，從而將接收信號和接收的干擾信號的干擾比大幅度提高，除此之外還可以在信號的發(fā)射端使用多天線技術(shù)，也可以有效提高傳輸信號在無線空間中的穩(wěn)定性能和抗干擾能力。

3結(jié)語

篇(2)

關(guān)鍵詞：小位移測量儀 測桿運動 自動控制 抗干擾

中圖分類號：TH741 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（b）-0007-02

隨著現(xiàn)代傳感技術(shù)和微納米測量技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，國內(nèi)外對小量程高精度位移測量儀器的研究與設(shè)計越來越多。現(xiàn)在市場上的該類儀器大都價格昂貴且和具體應(yīng)用領(lǐng)域不相適應(yīng)，所以筆者自主研發(fā)了一臺用于測量微小零件尺寸和升降臺位移的小位移測量儀，其量程為10 mm。采用的位移傳感器為長光柵，其分辨率為10 mm。

小位移測量儀的測量過程可以分解為兩個子過程：測桿運動過程和測量數(shù)據(jù)讀取并處理過程。測桿運動的目的之一是使測桿能夠平穩(wěn)可靠地和各種不同的被測對象接觸以實現(xiàn)對該被測對象豎向位置信息的讀?。涣硪粋€目的則是通過測桿運動實現(xiàn)多次測量多次讀數(shù)，以便通過對多個測量數(shù)據(jù)求平均值來消除隨機(jī)誤差對測量結(jié)果的影響。

1 測桿運動控制方法研究

1.1 測桿驅(qū)動方法

測桿的運動需要在驅(qū)動機(jī)構(gòu)的作用下才能實現(xiàn)，小位移測量儀的驅(qū)動機(jī)構(gòu)主要是直流電機(jī)和電磁離合器，如圖1所示。對測桿升降的控制可通過控制電磁離合器來實現(xiàn)。

將電磁離合器的電源接通會使電磁離合器吸合，向上的驅(qū)動力作用在測桿上便可將測桿提升；當(dāng)測桿需要下降時，將電磁離合器的電源斷開會使電磁離合器斷開，這時驅(qū)動力消失，測桿便可在自身重力的作用下降落。

控制電磁離合器電源的通斷有兩種方法：一種是通過連接在電源線上的按鈕開關(guān)進(jìn)行手動控制；另一種是使用處理器芯片通過編程實現(xiàn)自動控制。

手動控制需要操作者親臨儀器旁并在測桿運動的過程中實時觀察自主判斷何時接通或斷開離合器電源，這種方法不方便操作，是落后的不被提倡的。

采用自動控制后，測桿運動控制完全由電路和軟件實現(xiàn)，這樣就減小了操作者的工作強度，也避免了由于操作者的誤判斷和誤操作而導(dǎo)致的測量流程紊亂及測量結(jié)果錯誤。所以本論文采用自動控制的方法來控制測桿升降。

由于電磁離合器屬于大功率器件，所以處理器對電磁離合器的控制需要借助繼電器來實現(xiàn)。這樣，測桿運動控制的控制鏈為：處理器引腳輸出的控制信號輸入繼電器的控制端，繼電器的兩個觸點接入電磁離合器的電源線路，繼電器觸點的通斷決定了電磁離合器電源線的通斷。

1.2 監(jiān)測測桿上升高度的控制方法

本論文在控制測桿升降運動時采用了一種監(jiān)測測桿上升高度的控制方法。

具體來說，就是在測桿上升階段采用某種位置傳感器對測桿的上升高度進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)測桿上升到預(yù)定高度時位置傳感器的輸出信號會發(fā)生跳變，處理器感知到該信號跳變后就采取控制措施將測桿降落。

處理器會在測桿降落并和被測件表面穩(wěn)定接觸后從光柵信號處理板中讀取測量數(shù)據(jù)。測桿降落的耗時是確定的，由實驗知從測桿開始降落時刻算起的8 min之后測桿必定會與被測件穩(wěn)定接觸，所以在測桿開始降落之時開啟了一個定時時間為八秒的定時器，處理器會在八秒定時時間到時進(jìn)行測量數(shù)據(jù)的讀取、保存與處理。

監(jiān)測測桿上升高度的控制方法中提到的位置傳感器可以是很多種傳感器，鑒于光電開關(guān)（即紅外反射式傳感器）具有非接觸觸發(fā)且便于安裝的優(yōu)點，本論文選用光電開關(guān)作為位置傳感器。

處理器對光電開關(guān)輸出的跳變信號的檢測是通過中斷機(jī)制中的“外部中斷”實現(xiàn)的，光電開關(guān)信號作為外部中斷源輸入處理器的外部中斷引腳。當(dāng)處理器檢測到外部中斷輸入信號產(chǎn)生了下降沿跳變時，就會認(rèn)為光電開關(guān)發(fā)出了中斷請求，從而在外部中斷的中斷處理函數(shù)中將測桿降落。

2 大功率器件抗干擾方法研究

2.1 干擾的產(chǎn)生及其影響

分析1.1節(jié)所論述的控制鏈可以發(fā)現(xiàn)：電磁離合器和處理器之間存在間接的聯(lián)系，大功率器件電磁離合器可能會對處理器產(chǎn)生干擾。

實際情況確實是這樣，電磁離合器在工作時會將干擾信號通過連接線路耦合進(jìn)處理器電路板中。這種干擾信號一般在電磁離合器進(jìn)行電源切換和狀態(tài)跳變時產(chǎn)生，用示波器對其進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)這種干擾信號是電壓幅值大持續(xù)時間短的瞬間劇烈脈沖。

實驗發(fā)現(xiàn)，干擾信號耦合進(jìn)處理器電路板后，主要是對處理器中的“外部中斷”部分產(chǎn)生不利影響，使處理器產(chǎn)生對外部中斷輸入信號的誤判斷和誤觸發(fā)。表1為大功率器件產(chǎn)生干擾的分析。

在正常情況下，輸入外部中斷引腳的跳變信號是由光電開關(guān)產(chǎn)生的，但是在表現(xiàn)為瞬間劇烈脈沖的干擾信號耦合進(jìn)處理器電路板之后，輸入外部中斷引腳的跳變信號則有可能是干擾信號。當(dāng)處理器檢測到并響應(yīng)了實際為干擾信號的外部中斷信號時，就會發(fā)生測桿升降錯誤。

2.2 硬件抗干擾措施

本論文使用的處理器STM32F103ZET6是產(chǎn)品系列中最強大的，其抗干擾能力也比一般的處理器好很多。實驗發(fā)現(xiàn)若選用51內(nèi)核單片機(jī)STC12C5A60S2作為處理器，電磁離合器產(chǎn)生的干擾則可能會使處理器重啟或者死機(jī)。所以通過更換處理器來消除干擾信號影響的方法是不可行的。

在干擾信號的耦合通道中進(jìn)行信號隔離是抗干擾的一種主要方法，所以本論文在處理器的引腳和繼電器的控制端之間加入了光電耦合器6N137。光電耦合器的輸入級和輸出級使用完全不同的兩個電源供電，輸入級的地線和輸出級的地線亦相互獨立，起到了對處理器電路和繼電器電路進(jìn)行信號隔離的作用。

大幅度延長干擾信號的耦合線路，使干擾信號在電線中發(fā)生損耗是抗干擾的另一種方法，所以本論文在處理器的引腳和光電耦合器的輸入端之間以及繼電器的觸點和電磁離合器之間配置了超過15 m的電線。

另外，本論文還采用了對處理器電路板正反面覆銅的抗干擾方法。

實驗證明，以上三種硬件抗干擾措施在很大程度上抑制了干擾，但是干擾并沒有完全消除，在偶爾幾次電磁離合器進(jìn)行電源狀態(tài)切換時處理器仍會產(chǎn)生中斷誤觸發(fā)。

為了完全消除干擾的影響，本論文在采用以上硬件抗干擾措施的同時，設(shè)計了一種通過軟件來抗干擾的方法。

2.3 軟件抗干擾方法的實現(xiàn)

由于電磁離合器進(jìn)行電源切換和狀態(tài)跳變的時刻是可知的，即產(chǎn)生干擾的時間點是固定的，所以可以采用在產(chǎn)生干擾的時間點上不去檢測外部中斷信號的方法來避免“外部中斷”擾信號所觸發(fā)。具體來說就是在干擾產(chǎn)生時間點所在的一段時間內(nèi)通過編程將外部中斷檢測功能關(guān)閉（即關(guān)中斷）。這種通過在測桿升降過程中選擇合適的時刻關(guān)中斷和開中斷來抗干擾的思路就是軟件抗干擾方法的實現(xiàn)思路。

具有軟件抗干擾功能的測桿運動控制流程圖如圖2所示。對該流程圖和1.2節(jié)所論述的監(jiān)測測桿上升高度的控制方法進(jìn)行比較后可以發(fā)現(xiàn)：新方法中加入了一個定時時間為兩秒的定時器。這兩秒是從測桿開始提升的瞬間干擾發(fā)生到開啟外部中斷的時間間隔。也就是說在此干擾發(fā)生時刻之后的兩秒內(nèi)，外部中斷是關(guān)閉的。

而在此干擾發(fā)生時刻之前的一段時間內(nèi)，外部中斷也是關(guān)閉的。具體來說，這一段時間是指從儀器開機(jī)到此干擾第一次發(fā)生時刻之間的時間段，以及上次測桿開始降落時刻到此干擾發(fā)生時刻之間的時間段。

可見，在測桿開始提升瞬間干擾發(fā)生時刻所在的前后一段時間內(nèi)，外部中斷是關(guān)閉的。

而由于在測桿提升到預(yù)定高度時處理器先關(guān)閉外部中斷再降落測桿，所以在測桿開始降落瞬間干擾發(fā)生時外部中斷也已經(jīng)關(guān)閉。

所以在測桿整個運動過程中的干擾產(chǎn)生時間點上外部中斷檢測功能都是關(guān)閉的，這就避免了處理器檢測并響應(yīng)實際為干擾信號的外部中斷信號。

3 結(jié)語

在小位移測量儀測桿升降運動過程中，通過采用硬件抗干擾措施和軟件抗干擾方法，完全消除了大功率器件由于線路耦合而對處理器產(chǎn)生的信號干擾，保證了測桿自動升降過程的正常進(jìn)行。該方法對含有大功率執(zhí)行器的自動控制系統(tǒng)具有普遍適用性。

篇(3)

單片機(jī)的特點主要有：高集成度，體積小，高可靠性；控制功能強；低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品；易擴(kuò)展；優(yōu)異的性能價格比。目前，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括：辦公自動化設(shè)備；單片機(jī)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用；在實時過程控制中的應(yīng)用；單片機(jī)在日常生活及家用電器領(lǐng)域的應(yīng)用；在各類儀器儀表中引入單片機(jī)，使儀器儀表智能化，提高測試的自動化程度和精度，簡化儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，提高其性能價格比；在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用；商業(yè)營銷設(shè)備；單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用；汽車電子產(chǎn)品；航空航天系統(tǒng)和國防軍事、尖端武器等領(lǐng)域，單片機(jī)的應(yīng)用更是不言而喻。

二、單片機(jī)開發(fā)中的幾個基本技巧

在單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)中，代碼的使用效率問題、單片機(jī)抗干擾性和可靠性等問題仍困擾著?，F(xiàn)歸納出單片機(jī)開發(fā)中應(yīng)掌握的幾個基本技巧。

1、如何減少程序中的bug。對于如何減少程序的bug，應(yīng)該先考慮系統(tǒng)運行中應(yīng)考慮的超范圍管理參數(shù)如下。物理參數(shù)：這些參數(shù)主要是系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)，它包括激勵參數(shù)、采集處理中的運行參數(shù)和處理結(jié)束的結(jié)果參數(shù)。資源參數(shù)：這些參數(shù)主要是系統(tǒng)中的電路、器件、功能單元的資源，如記憶體容量、存儲單元長度、堆疊深度。應(yīng)用參數(shù)：這些應(yīng)用參數(shù)常表現(xiàn)為一些單片機(jī)、功能單元的應(yīng)用條件。過程參數(shù)：指系統(tǒng)運行中的有序變化的參數(shù)。

2、如何提高C語言編程代碼的效率。用C語言進(jìn)行單片機(jī)程序設(shè)計是單片機(jī)開發(fā)與應(yīng)用的必然趨勢。如果使用C編程時，要達(dá)到最高的效率，最好熟悉所使用的C編譯器。先試驗一下每條C語言編譯以后對應(yīng)的匯編語言的語句行數(shù)，這樣就可以很明確的知道效率。在今后編程的時候，使用編譯效率最高的語句。各家的C編譯器都會有一定的差異，故編譯效率也會有所不同，優(yōu)秀的嵌入式系統(tǒng)C編譯器代碼長度和執(zhí)行時間僅比以匯編語言編寫的同樣功能程度長5-20％。對于復(fù)雜而開發(fā)時間緊的項目時，可以采用C語言，但前提是要求你對該MCU系統(tǒng)的C語言和C編譯器非常熟悉，特別要注意該C編譯系統(tǒng)所能支持的數(shù)據(jù)類型和算法。雖然C語言是最普遍的一種高級語言，但由于不同的MCU廠家其C語言編譯系統(tǒng)是有所差別的，特別是在一些特殊功能模塊的操作上。所以如果對這些特性不了解，那么調(diào)試起來問題就會很多，反而導(dǎo)致執(zhí)行效率低于匯編語言。

3、如何解決單片機(jī)的抗干擾性問題。防止干擾最有效的方法是去除干擾源、隔斷干擾路徑，但往往很難做到，所以只能看單片機(jī)抗干擾能力夠不夠強了。在提高硬件系統(tǒng)抗干擾能力的同時，軟件抗干擾以其設(shè)計靈活、節(jié)省硬件資源、可靠性好越來越受到重視。單片機(jī)干擾最常見的現(xiàn)象就是復(fù)位；至于程序跑飛，其實也可以用軟件陷阱和看門狗將程序拉回到復(fù)位狀態(tài)；所以單片機(jī)軟件抗干擾最重要的是處理好復(fù)位狀態(tài)。一般單片機(jī)都會有一些標(biāo)志寄存器，可以用來判斷復(fù)位原因；另外你也可以自己在RAM中埋一些標(biāo)志。在每次程序復(fù)位時，通過判斷這些標(biāo)志，可以判斷出不同的復(fù)位原因；還可以根據(jù)不同的標(biāo)志直接跳到相應(yīng)的程序。這樣可以使程序運行有連續(xù)性，用戶在使用時也不會察覺到程序被重新復(fù)位過。

4、如何測試單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性。當(dāng)一個單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計完成，對于不同的單片機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)品會有不同的測試項目和方法，但是有一些是必須測試的：測試單片機(jī)軟件功能的完善性；上電、掉電測試；老化測試；ESD和EFT等測試。有時候，我們還可以模擬人為使用中，可能發(fā)生的破壞情況。例如用人體或者衣服織物故意摩擦單片機(jī)系統(tǒng)的接觸端口，由此測試抗靜電的能力。用大功率電鉆靠近單片機(jī)系統(tǒng)工作，由此測試抗電磁干擾能力等。

綜上所述，單片機(jī)已成為計算機(jī)發(fā)展和應(yīng)用的一個重要方面，單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計思想和設(shè)計方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過軟件方法來實現(xiàn)了。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。此外在開發(fā)和應(yīng)用過程中我們更要掌握技巧，提高效率，以便于發(fā)揮它更加廣闊的用途。

參考文獻(xiàn)：

[1]何立民.MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)配置與接口技術(shù).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1990

[2]蔡美琴等.MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用.北京：高等教育出版社，1992

[3]孫涵芳.MCS-51/96系列單片機(jī)原理及應(yīng)用.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1996

篇(4)

關(guān)鍵詞：PLC，控制系統(tǒng)抗干擾措施

 

可編程控制器（ProgrammableLogic Controller）簡稱PLC它是將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、通訊技術(shù)和微機(jī)技術(shù)相融合，專為工業(yè)控制而設(shè)計的專用控制器。由于PLC本身所具有的一系列優(yōu)點，因此在工業(yè)控制領(lǐng)域中的普及范圍越來越廣，PLC產(chǎn)品的種類也越來越多，其結(jié)構(gòu)型號、性能、容量、指令系統(tǒng)，編程方法等各不相同，適用場合也各有側(cè)重。因此，合理選擇PLC 對于提高其在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用有著重要作用。應(yīng)用PLC首先要詳細(xì)分析被控對象、控制過程與要求，熟悉了解工藝流程后列出控制系統(tǒng)的所有功能和指標(biāo)要求．與繼電器控制系統(tǒng)和工業(yè)控制計算機(jī)進(jìn)行比較后加以選擇。PLC 最適合于控制對象的工業(yè)環(huán)境較差，而安全性、可靠性要求特別高，系統(tǒng)工藝復(fù)雜，輸入輸出以開關(guān)量為多，用常規(guī)的繼電器接觸器難以實現(xiàn)，工藝流程又要經(jīng)常變動的對象和現(xiàn)場。其次要確定控制范圍，一般講，能夠反映生產(chǎn)過程的運行情況，能用傳感器進(jìn)行直接測量的參數(shù)；用人工進(jìn)行控制工作量大，操作復(fù)雜容易出錯或操作過于頻繁，人工操作不容易滿足工藝要求的往往由PLC控制。盡管PLC自身具備良好的抗干擾能力，但在實際應(yīng)用中各種類型PLC大多處在惡劣電磁環(huán)境中,在實際應(yīng)用中常遇到PLC因干擾而不能正常工作的情形,所以在PLC控制系統(tǒng)抗干擾能力仍然是設(shè)計系統(tǒng)不容忽視的問題。

1 PLC 的選擇

1） PLC機(jī)型的選擇

PLC機(jī)型的選擇主要是指在功能上如何滿足需要，并且充分利用系統(tǒng)資源。選擇機(jī)型前，首先要對被控制系統(tǒng)進(jìn)行初步估計：有多少開關(guān)量輸入，電壓分別為多少，有多少開關(guān)量輸出，輸出功率為多少；有多少模擬量輸人和模擬量輸出；是否有特殊控制要求，如高速計數(shù)器（HC）；現(xiàn)場對控制器響應(yīng)速度有何要求；機(jī)房與現(xiàn)場分開還是在一起等。

在功能滿足要求的前提下，選擇最可靠、維護(hù)使用最方便以及性能價格最優(yōu)的機(jī)型。通常的做法是：在工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好的場合，選用整體式結(jié)構(gòu)的PLC；其他情況則最好選用模塊式結(jié)構(gòu)的PLC；對于開關(guān)量控制以及以開關(guān)量控制為主、帶少量模擬量控制的，一般其控制速度無須考慮，因此選用帶A/D轉(zhuǎn)換，D/A轉(zhuǎn)換，加減運算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機(jī)就能滿足要求；而控制比較復(fù)雜，控制功能要求比較高的，可根據(jù)控制規(guī)模及復(fù)雜程度來選用中檔或高檔機(jī)。應(yīng)該注意的是，同一個企業(yè)應(yīng)盡量做到機(jī)型統(tǒng)一，這樣同一個機(jī)型的PLC模塊可互為備用，便于備品備件的采購和管理；同時，其統(tǒng)一的功能及編程方法也有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)、技術(shù)水平的提高和功能的開發(fā)；此外，由于其外部設(shè)備通用，資源可以共享，并集中管理。

2） 輸入/輸出端口（I/O）的選擇

PLC與工業(yè)生產(chǎn)過程的聯(lián)系是通過I/O接口模塊來實現(xiàn)的，PLC有許多I/O接口模塊，包括開關(guān)量輸入、輸出模塊、模擬量輸人模塊、模擬量輸出模塊以及其他一些特殊模塊，使用時應(yīng)根據(jù)它們的特點進(jìn)行選擇。

（1） 確定l/O點數(shù)。不同的控制對象所需要的陽點數(shù)不同，一些典型的傳動設(shè)備及常用的電氣元件所需PLC的I/O點數(shù)是固定的，如一個帶磁環(huán)雙作用氣缸需用2個輸入點；一個按鈕需一個輸入點；一個指示燈占用一個輸出點等。但對于同一個控制對象，由于采用的控制方法不同或編程水平不同，I/O點數(shù)也應(yīng)有變化。根據(jù)控制系統(tǒng)的要求確定所需的I/O點數(shù)時，應(yīng)再增加10％一20％的備用量，以便拓展控制功能。

（2） 開關(guān)量I/O。開關(guān)量I/O接口可以從傳感器和開關(guān)（如按鈕、行程開關(guān)等）及控制設(shè)備（如指示燈、電動機(jī)啟動器等）接收信號。典型的交流I/O信號為24～240V，直流I/O信號為5～240V。輸入電路因PLC品牌不同略有差別，但有些特性是相同的，如用于消除錯誤信號的抖動電路等。

（3）模擬量I/O。模擬量I/O接口一般用來感知傳感器產(chǎn)生的信號。這些接口可用于測量流量、溫度和壓力，并可用于控制電壓或電流輸出設(shè)備。其典型量程為-10～+10V、0～+11V、4～20mA或10～50mA。一些制造廠家在PLC上設(shè)計有特殊模擬接口，因而可以接收低電平信號，如RTD、熱電偶等。

3） 存儲器類型及容量選擇

PLC系統(tǒng)所使用的存儲器由ROM和RAM組成，存儲容量則隨機(jī)器的大小變化，最大存儲能力：一般小型機(jī)最大存儲能力低于6KB，中型機(jī)的最大存儲能力可達(dá)64KB，大型機(jī)的最大存儲能力可上兆字節(jié)。使用時可根據(jù)程序及數(shù)據(jù)的存儲需要來選用合適的機(jī)型。必要時也可專門進(jìn)行存儲器的擴(kuò)充設(shè)計。

4） 電源模塊選擇

在系統(tǒng)的實現(xiàn)過程中，PLC的編程問題是非常重要的。用戶應(yīng)當(dāng)對所選擇PLC產(chǎn)品的軟件功能及編程器有所了解。小型控制系統(tǒng)一般選用價格便宜的簡易編程器（如LOGO），如果系統(tǒng)較大或多臺PLC共用，可以選用功能強，編程方便的圖形編程器。如果有個人計算機(jī)，可以選用能在個人計算機(jī)上運行的編程軟件包。同時，為了防止因干擾、電池電壓下降等原因破壞RAM中的用戶程序，可以選用E2PROM模塊作為外部設(shè)備。論文參考網(wǎng)。

對于結(jié)構(gòu)為模塊式的PLC，電源模塊和額定電流必須大干或等于主機(jī)、I/O模塊、專用模塊等總的消耗電流之和。當(dāng)使用專用機(jī)架時．從主機(jī)架電源模塊到最遠(yuǎn)一個擴(kuò)展機(jī)架的線路壓降必須小于0.25V。

5） 程序設(shè)計

根據(jù)控制對象的控制任務(wù)完成前述階段后就可以進(jìn)行控制系統(tǒng)的流程設(shè)計，畫出控制系統(tǒng)的流程圖，進(jìn)一步說明各個控制信息之間的關(guān)系，然后具體安排I/O的配置，并對I/O進(jìn)行地址編號。I/O地址編號確定后，再畫出I/O端子和現(xiàn)場信號接線圖，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計即可將硬件設(shè)計和程序編寫二項工作平行進(jìn)行，編寫程序的過程就是軟件設(shè)計過程。用戶編寫的程序在總裝統(tǒng)調(diào)前需要進(jìn)行模擬調(diào)試。用裝在戶LC 上的模擬開關(guān)模擬輸入信號的狀態(tài)，用輸出點的指示燈模擬被控對象，檢查程序無誤后便把PLC接到系統(tǒng)里，進(jìn)行總裝統(tǒng)調(diào)，如果統(tǒng)調(diào)達(dá)不到指標(biāo)要求則可對硬件和軟件作調(diào)整，全部調(diào)試結(jié)束后，一般將程序固化在有長久記憶功能的EPROM中長期保存。

2 PLC系統(tǒng)的干擾源

PLC的干擾源比較復(fù)雜，分類方法較多，常見的有按性質(zhì)分或按來源分。

按性質(zhì)可分為共模干擾和差模干擾兩大類。共模干擾主要由電網(wǎng)串入、地電位差及空間電磁輻射在信號線上感應(yīng)的共態(tài)(同方向) 電壓迭加所形成。共模電壓有時較大,特別是采用隔離性能差的配電器供電時,變送器輸出信號的共模電壓普遍較高,有的可高達(dá)130V以上。共模電壓通過不對稱電路可轉(zhuǎn)換成差模電壓,直接影響測控信號,造成元器件損壞,這就是一些系統(tǒng)I/O模件損壞率較高的主要原因。這種共模干擾可為直流,亦可為交流。差模干擾主要由空間電磁場在信號間耦合感應(yīng)及由不平衡電路轉(zhuǎn)換共模干擾所形成的電壓,這種干擾直接疊加在信號上,直接影響測量與控制精度。論文參考網(wǎng)。

按來源可分為內(nèi)部干擾和外部干擾。內(nèi)部干擾主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射產(chǎn)生,如邏輯電路相互輻射及其對模擬電路的影響,模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。這都屬于PLC 制造廠對系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行電磁兼容設(shè)計的內(nèi)容,比較復(fù)雜,作為應(yīng)用部門無法改變,可不必過多考慮。外部干擾主要有來自空間的輻射干擾、來自電源的干擾、來自信號線引入的干擾、來自接地系統(tǒng)混亂時的干擾等。來自空間的輻射干擾主要是由電力網(wǎng)絡(luò)、電氣設(shè)備的暫態(tài)過程、雷電、無線電廣播、電視、雷達(dá)、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備等產(chǎn)生的,通常稱為輻射干擾,其分布極為復(fù)雜,若PLC 系統(tǒng)置于射頻場內(nèi),就會受到輻射干擾。

3 抗干擾措施

1） 硬件措施

（1）屏蔽：對電源變壓器、CPU、編程器等主要部件，采用導(dǎo)電、導(dǎo)磁良好的材料進(jìn)行屏蔽，以防外界干擾。

（2）濾波：對供電系統(tǒng)及輸入線路采用多種形式的濾波，以消除或抑制高頻干擾，也削弱了各種模塊之間的相互影響。

（3）電源調(diào)整與保護(hù)：對CPU這個核心部件所需的＋5V 電源，采用多級濾波，并用集成電壓調(diào)整器進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)交流電網(wǎng)的波動和過電壓、欠電壓的影響。

（4）隔離：在CPU與I/O電路間，采用光電隔離措施，有效隔離I/O間的電聯(lián)系，減少故障誤動作。

（5）采用模塊式結(jié)構(gòu)：這種結(jié)構(gòu)有助干在故障情況下短時修復(fù)。論文參考網(wǎng)。因為一旦查處某一模塊出現(xiàn)故障，就能迅速更換，使系統(tǒng)回復(fù)正常工作，也有助于加快查找故障原因。

2） 軟件措施

（1）故障檢測：PLC本身有很完善的自診斷功能，但在工程實踐中，PLC的I/O元件如限位開關(guān)、電磁閥、接觸器等的故障率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于PLC的本身故障率，這些元件出現(xiàn)故障后，PLC一般不會察覺出來，不會立即停機(jī)，這會導(dǎo)致多個故障相繼發(fā)生，嚴(yán)重時會造成人身設(shè)備事故，停機(jī)后查找故障也要花費大量時間。

（2）信息保護(hù)和恢復(fù)：當(dāng)偶發(fā)性故障條件出現(xiàn)時，不破壞PLC內(nèi)部的信息，一旦故障條件消失，就可以恢復(fù)正常繼續(xù)原來的工作。所以，PLC在檢測故障條件時，立即把現(xiàn)狀態(tài)存入存儲器，軟件配合對存儲器進(jìn)行封閉，禁止對存儲器的任何操作，以防存儲器信息被沖掉，一旦檢測到外界環(huán)境正常后，便可恢復(fù)到故障發(fā)生前的狀態(tài)，繼續(xù)原來的程序工作。

（3）提高輸入信號的可靠性：由于電磁干擾、噪聲、模擬信號誤差等因素的影響，會引起輸入信號的錯誤，引起程序判斷失誤，造成事故，例如按鈕的抖動、繼電器觸點的瞬間跳動都會引起系統(tǒng)誤動作，可以采用軟件延時去抖。對于模擬信號誤差的影響可采取對模擬信號連續(xù)采樣三次．采樣間隔根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換時間和該信號的變化頻率而定，三個數(shù)據(jù)先后存放在不同的數(shù)據(jù)寄存器中，經(jīng)比較后取中間值或平均值作為當(dāng)前輸入值。在硬件和軟件方面采取各種措施后,大大提高。

4 結(jié)束語

目前，隨著各種技術(shù)的迅猛發(fā)展，PLC的種類日益繁多．功能也逐漸增強，在產(chǎn)品規(guī)模上向大小兩個發(fā)展。在實際工作中還要根據(jù)實際情況對PLC的選用做出適當(dāng)調(diào)整以及根據(jù)具體情況選用適當(dāng)?shù)目垢蓴_措施，以便滿足期望的工業(yè)控制系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳宇,段鑫.可編程序控制器基礎(chǔ)及編程技巧[M].廣州:華南理工大學(xué)出版社,2002.

[2 ]陳琳. 可編程控制器應(yīng)用技術(shù)[M] . 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.

[3 ]郭銀景,呂文紅,唐富華,楊陽. 電磁兼容原理及應(yīng)用教程[M] . 北京:清華大學(xué)出版社,2004.

[4 ]寥常初. 可編程控制器的編程方法與工程應(yīng)用[M] . 重慶:重慶大學(xué)出版社,2004.

篇(5)

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)，維護(hù)，故障處理

 

0 引言

隨著我國電力工業(yè)和電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，對發(fā)電廠、變電站的安全、經(jīng)濟(jì)運行要求越來越高。另外，因電子、計算機(jī)和通信系統(tǒng)的快速發(fā)展，也使得發(fā)電廠、變電站監(jiān)控系統(tǒng)的自動化水平不斷提高。微機(jī)繼電保護(hù)和安全自動裝置也成為了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行和可靠供電的重要保障。

1 繼電保護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀

上世紀(jì)60年代到80年代是晶體管繼電保護(hù)蓬勃發(fā)展和廣泛采用的時代。其中天津大學(xué)與南京電力自動化設(shè)備廠合作研究的500kV晶體管方向高頻保護(hù)和南京電力自動化研究院研制的晶體管高頻閉鎖距離保護(hù)，運行于葛洲壩500kV線路上,結(jié)束了500kV線路保護(hù)完全依靠從國外進(jìn)口的時代。在20世紀(jì)70年代中，基于集成運算放大器的集成電路保護(hù)已開始研究。到80年代末集成電路保護(hù)已形成完整系列，逐漸取代晶體管保護(hù)。到90年代初集成電路保護(hù)的研制、生產(chǎn)和應(yīng)用仍處于主導(dǎo)地位，這是集成電路保護(hù)時代。免費論文，維護(hù)。我國從20世紀(jì)70年代末即已開始了計算機(jī)繼電保護(hù)的研究，1984年原華北電力學(xué)院研制的輸電線路微機(jī)保護(hù)裝置首先通過鑒定，并在系統(tǒng)中獲得應(yīng)用，揭開了我國繼電保護(hù)發(fā)展史上新的一頁，為微機(jī)保護(hù)的推廣開辟了道路。從90年代開始我國繼電保護(hù)技術(shù)已進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)的時代。不同原理、不同機(jī)型的微機(jī)線路和主設(shè)備保護(hù)各具特色，為電力系統(tǒng)提供了一批新一代性能優(yōu)良、功能齊全且工作可靠的繼電保護(hù)裝置。隨著微機(jī)保護(hù)裝置的研究，在微機(jī)保護(hù)軟件、算法等方面也取得了很多理論成果。

2繼電保護(hù)的維護(hù)管理

2.1 微機(jī)保護(hù)裝置要采取電磁干擾防護(hù)措施

變電站改造中，電磁型保護(hù)更換成微機(jī)型保護(hù)時，必須采取防電磁干擾的技術(shù)措施，即嚴(yán)格執(zhí)行微機(jī)保護(hù)裝置的安裝條件，安裝帶有屏蔽層的電纜，而且兩端的屏蔽層必須接地。防止由于線路較長，一端接地時，另一端會由于電磁干擾產(chǎn)生電壓、電流，造成微機(jī)保護(hù)的拒動或誤動。為減少保護(hù)裝置故障和錯誤出現(xiàn)的幾率，微機(jī)保護(hù)裝置必須優(yōu)化設(shè)計、合理制造工藝以及元、器件的高質(zhì)量。同時還要采用屏蔽和隔離等技術(shù)來保證裝置的可靠性，從而提高抗干擾的能力。

2.2 微機(jī)保護(hù)裝置的接地要嚴(yán)格按規(guī)定執(zhí)行

微機(jī)保護(hù)裝置內(nèi)部是電子電路，容易受到強電場、強磁場的十?dāng)_，外殼的接地屏蔽有利于改善微機(jī)保護(hù)裝置的運行環(huán)境；微機(jī)保護(hù)提高可靠性，應(yīng)以抑制干擾源、阻塞耦合通道、提高敏感回路抗干擾能力入手，并運用自動檢測技術(shù)及容錯設(shè)計來保證微機(jī)保護(hù)裝置的可靠性；容錯即容忍錯誤，即使出現(xiàn)局部錯誤也不會導(dǎo)致保護(hù)裝置的誤動或拒動。免費論文，維護(hù)。容錯設(shè)計則是利用冗余的設(shè)備在線運行，以保證保護(hù)裝置的不間斷運行。采用容錯技術(shù)設(shè)計是為了換取常規(guī)設(shè)計所不能得到的高可靠性，確保微機(jī)保護(hù)裝置的可靠運行。

2.3 防誤措施

微機(jī)保護(hù)的一些定值設(shè)定以及重要參數(shù)修改在硬件設(shè)計上設(shè)置操作鎖，操作時必須正確輸入操作員的密碼和監(jiān)護(hù)人的密碼時，方可進(jìn)行正常操作，并將操作人和監(jiān)護(hù)人的姓名等信息予以記錄和保存。

2.4 繼電保護(hù)裝置的日常維護(hù)

（1）當(dāng)班運行人員定時對繼電保護(hù)裝里進(jìn)行巡視和檢查，對運行情況要做好運行記錄。

（2）建立崗位責(zé)任制，做到人人有崗，每崗有人。

（3）做好繼電保護(hù)裝置的清掃工作。清掃工作必須由兩人進(jìn)行，防止誤碰運行設(shè)備，注憊與帶電設(shè)備保持安全距離，避免人身觸電和造成二次回路短路、接地事故。

（4）對微機(jī)保護(hù)的電流、電壓采樣值每周記錄一次。

（5）每月對微機(jī)保護(hù)的打印機(jī)進(jìn)行檢查并打印。免費論文，維護(hù)。

3 繼電保護(hù)故障處理要點

繼電保護(hù)工作是一項技術(shù)性很強的工作。如果只想學(xué)會對設(shè)備的調(diào)試并不難,只要經(jīng)過一段時間的培訓(xùn),按照調(diào)試大綱依次進(jìn)行就可實現(xiàn)。而一旦出現(xiàn)異?，F(xiàn)象,想處理它并非易事。它要求工作人員有扎實的理論基礎(chǔ),更要有解決處理故障的有效方法。一個合適的方法,在工作中能幫你少走彎路,提高效率。可以說繼電保護(hù)技術(shù)性很大程度上體現(xiàn)在故障處理的能力上。因此,如何用最快最有效的方法去處理故障,體現(xiàn)技術(shù)水平,成為廣大繼電保護(hù)工作者所共同要探討的課題。下面是常用的幾種故障處理方法。

3.1 直觀法

處理一些無法用儀器逐點測試,或某一插件故障一時無備品更換,而又想將故障排除的情況。比如10KV開關(guān)柜分或拒合故障處理。在操作命令下發(fā)后,觀察到合閘接觸器或跳閘線圈能動作,說明電氣回路正常,故障存在機(jī)構(gòu)內(nèi)部。到現(xiàn)場如直接觀察到繼電器內(nèi)部明顯發(fā)黃,或哪個元器件發(fā)出濃烈的焦味等便可快速確認(rèn)故障所在,更換損壞的元件即可。

3.2 掉換法

用好的或認(rèn)為正常的相同元件代替懷疑的或認(rèn)為有故障的元件,來判斷它的好壞,可快速地縮小查找故障范圍。免費論文，維護(hù)。這是處理綜合自動化保護(hù)裝置內(nèi)部故障最常用方法。當(dāng)一些微機(jī)保護(hù)故障,或一些內(nèi)部回路復(fù)雜的單元繼電器,可用附近備用或暫時處于檢修的插件、繼電器取代它。如故障消失,說明故障在換下來的元件內(nèi),否則還得繼續(xù)在其它地方查故障。

如一條110 kV旁路L FP-941A微機(jī)保護(hù)運行指示燈忽閃忽滅,并不打印任何故障報告,很難判斷為何故障。正好附近有備用間隔,取各插件相應(yīng)對換,查出故障在CPU插件上。用此項方法,要特別注意插件內(nèi)的跳線、程序及定值芯片是否一樣,確認(rèn)無誤方可掉換,并根據(jù)情況模擬傳動。

3.3 逐項拆除法

將并聯(lián)在一起的二次回路順序脫開，然后再依次放回，一旦故障出現(xiàn)，就表明故障存在哪路。再在這一路內(nèi)用同樣方法查找更小的分支路，直至找到故障點。此法主要用于查直流接地，交流電源熔絲放不上等故障。如直流接地故障。先通過拉路法，根據(jù)負(fù)荷的重要性，分別短時拉開直流屏所供直流負(fù)荷各回路，切斷時間不得超過3秒，當(dāng)切除某一回路故障消失，則說明故障就在該回路之內(nèi)，再進(jìn)一步運用拉路法，確定故障所在支路。再將接地支路的電源端端子分別拆開，直至查到故障點。如電壓互感器二次熔絲熔斷，回路存在短路故障，或二次交流電壓互串等，可從電壓互感器二次短路相的總引出處將端子分離，此時故障消除。免費論文，維護(hù)。然后逐個恢復(fù)，直至故障出現(xiàn)，再分支路依次排查。如整套裝置的保護(hù)熔絲熔斷或電源空氣開關(guān)合不上，則可通過各塊插件的拔插排查，并結(jié)合觀察熔絲熔斷情況變化來縮小故障范圍。免費論文，維護(hù)。

4 結(jié)語

繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)安全正常運行的重要保障，目前已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，繼電保護(hù)技術(shù)日益呈現(xiàn)出向微機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，保護(hù)、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展的趨勢。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅鈺玲.電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)[M].北京:人民郵電出版社.

[2]應(yīng)斌.淺談繼電保護(hù)工作中故障處理的若干方法[J].廣西電力,2006,(4):80-83.

篇(6)

關(guān) 鍵 字：沖壓發(fā)動機(jī)；推力控制系統(tǒng)；模糊PID；MATLAB；魯棒性

中圖分類號：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 引 言

隨著航空飛行器的不斷發(fā)展，其性能要求越來越高，而工作環(huán)境越來越復(fù)雜，必須設(shè)計良好的控制系統(tǒng)滿足復(fù)雜環(huán)境下不斷提高的工作性能需求。

國內(nèi)外對沖壓發(fā)動機(jī)的推力控制均有研究，文獻(xiàn)[1]對超燃沖壓發(fā)動機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)部分進(jìn)行控制系統(tǒng)研究，文獻(xiàn)[2-3]應(yīng)用魯棒控制器對推力控制回路部分進(jìn)行控制，其研究結(jié)果都能達(dá)到了給定的魯棒性性能要求。但沖壓發(fā)動機(jī)參數(shù)變化范圍較大，只能提高有限的性能 [4]，如果系統(tǒng)要求更高的性能，就必須研究更好的控制策略。傳統(tǒng)PID控制器[5]的控制算法及結(jié)構(gòu)比較簡單，可以滿足基本的性能要求[3]，但達(dá)不到很好的性能，而采用智能型PID自整定控制器[6]，將傳統(tǒng)PID控制和智能控制相結(jié)合，可以滿足更高的性能。

本文利用模糊PID控制算法[7-9]對推力回路進(jìn)行控制，并進(jìn)行各方面性能的測試，其仿真結(jié)果表明，根據(jù)模糊PID控制設(shè)計的推力控制器可以使系統(tǒng)的動態(tài)性能得到進(jìn)一步改善。

2 被控對象數(shù)學(xué)模型

6 結(jié)語

本文通過簡化的數(shù)學(xué)模型，在SIMULINK軟件上對沖壓發(fā)動機(jī)推力控制部分設(shè)計了模糊PID控制器， 并做出了各種測試信號的響應(yīng)曲線，與文獻(xiàn)[3]中設(shè)計的魯棒控制器及傳統(tǒng)的PI控制器的響應(yīng)曲線做了比較。從結(jié)果可以看出，所設(shè)計的模糊PID控制器可以很好的保證推力變化的快速性、穩(wěn)定性、抗干擾性以及不受系統(tǒng)的不確定性的影響，保證系統(tǒng)各種性能優(yōu)于文獻(xiàn)[3]的魯棒控制器以及傳統(tǒng)PI控制器。在將來的研究中，希望根據(jù)仿真的基礎(chǔ)進(jìn)行半實物仿真，并考慮更多的不穩(wěn)定因素對被控對象的影響，使系統(tǒng)在復(fù)雜的環(huán)境中表現(xiàn)更高的性能。模糊PID控制方法可以運用于性能要求比較高的控制系統(tǒng)，如航空飛行器的控制系統(tǒng)，使其在復(fù)雜的工作條件下實現(xiàn)系統(tǒng)的快速性以及穩(wěn)定性，具有很好的現(xiàn)實意義和應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)（References）：

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

[2] 楊朗. 沖壓發(fā)動機(jī)推力控制系統(tǒng)研究[D]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士論文，2006.

[3] 高聳. 超燃沖壓發(fā)動機(jī)推力控制系統(tǒng)設(shè)計[D]. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士論文，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.

篇(7)

論文摘要：目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，本文介紹了單片機(jī)的應(yīng)用并且根據(jù)自己的一些經(jīng)驗談了單片機(jī)應(yīng)用過程中應(yīng)該掌握的幾個技巧。

目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，廣泛使用的各種智能IC卡等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。

一、單片機(jī)的特點應(yīng)用

單片機(jī)的特點主要有 ：高集成度，體積小，高可靠性 ；控制功能強；低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品 ；易擴(kuò)展；優(yōu)異的性能價格比。目前，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 主要包括：辦公自動化設(shè)備；單片機(jī)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用；在實時過程控制中的應(yīng)用；單片機(jī)在日常生活及家用電器領(lǐng)域的應(yīng)用；在各類儀器儀表中引入單片機(jī)，使儀器儀表智能化，提高測試的自動化程度和精度，簡化儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，提高其性能價格比；在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用；商業(yè)營銷設(shè)備；單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用；汽車電子產(chǎn)品；航空航天系統(tǒng)和國防軍事、尖端武器等領(lǐng)域，單片機(jī)的應(yīng)用更是不言而喻。

二、單片機(jī)開發(fā)中的幾個基本技巧

在單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)中，代碼的使用效率問題、單片機(jī)抗干擾性和可靠性等問題仍困擾著。現(xiàn)歸納出單片機(jī)開發(fā)中應(yīng)掌握的幾個基本技巧。

1、如何減少程序中的bug。對于如何減少程序的bug，應(yīng)該先考慮系統(tǒng)運行中應(yīng)考慮的超范圍管理參數(shù)如下。物理參數(shù)：這些參數(shù)主要是系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)，它包括激勵參數(shù)、采集處理中的運行參數(shù)和處理結(jié)束的結(jié)果參數(shù)。資源參數(shù)：這些參數(shù)主要是系統(tǒng)中的電路、器件、功能單元的資源，如記憶體容量、存儲單元長度、堆疊深度。應(yīng)用參數(shù)：這些應(yīng)用參數(shù)常表現(xiàn)為一些單片機(jī)、功能單元的應(yīng)用條件。過程參數(shù)：指系統(tǒng)運行中的有序變化的參數(shù)。

2、如何提高C語言編程代碼的效率。用C語言進(jìn)行單片機(jī)程序設(shè)計是單片機(jī)開發(fā)與應(yīng)用的必然趨勢。如果使用C編程時，要達(dá)到最高的效率，最好熟悉所使用的C編譯器。先試驗一下每條C語言編譯以后對應(yīng)的匯編語言的語句行數(shù)，這樣就可以很明確的知道效率。在今后編程的時候，使用編譯效率最高的語句。各家的C編譯器都會有一定的差異，故編譯效率也會有所不同，優(yōu)秀的嵌入式系統(tǒng)C編譯器代碼長度和執(zhí)行時間僅比以匯編語言編寫的同樣功能程度長5-20％。對于復(fù)雜而開發(fā)時間緊的項目時，可以采用C語言，但前提是要求你對該MCU系統(tǒng)的C語言和C編譯器非常熟悉，特別要注意該C編譯系統(tǒng)所能支持的數(shù)據(jù)類型和算法。雖然C語言是最普遍的一種高級語言，但由于不同的MCU廠家其C語言編譯系統(tǒng)是有所差別的，特別是在一些特殊功能模塊的操作上。所以如果對這些特性不了解，那么調(diào)試起來問題就會很多，反而導(dǎo)致執(zhí)行效率低于匯編語言。

3、如何解決單片機(jī)的抗干擾性問題。防止干擾最有效的方法是去除干擾源、隔斷干擾路徑，但往往很難做到，所以只能看單片機(jī)抗干擾能力夠不夠強了。在提高硬件系統(tǒng)抗干擾能力的同時，軟件抗干擾以其設(shè)計靈活、節(jié)省硬件資源、可靠性好越來越受到重視。單片機(jī)干擾最常見的現(xiàn)象就是復(fù)位；至于程序跑飛，其實也可以用軟件陷阱和看門狗將程序拉回到復(fù)位狀態(tài)；所以單片機(jī)軟件抗干擾最重要的是處理好復(fù)位狀態(tài)。一般單片機(jī)都會有一些標(biāo)志寄存器，可以用來判斷復(fù)位原因；另外你也可以自己在RAM中埋一些標(biāo)志。在每次程序復(fù)位時，通過判斷這些標(biāo)志，可以判斷出不同的復(fù)位原因；還可以根據(jù)不同的標(biāo)志直接跳到相應(yīng)的程序。這樣可以使程序運行有連續(xù)性，用戶在使用時也不會察覺到程序被重新復(fù)位過。

4、如何測試單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性。當(dāng)一個單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計完成，對于不同的單片機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)品會有不同的測試項目和方法，但是有一些是必須測試的：測試單片機(jī)軟件功能的完善性；上電、掉電測試；老化測試；ESD和EFT等測試。有時候，我們還可以模擬人為使用中，可能發(fā)生的破壞情況。例如用人體或者衣服織物故意摩擦單片機(jī)系統(tǒng)的接觸端口，由此測試抗靜電的能力。用大功率電鉆靠近單片機(jī)系統(tǒng)工作，由此測試抗電磁干擾能力等。

綜上所述，單片機(jī)已成為計算機(jī)發(fā)展和應(yīng)用的一個重要方面，單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計思想和設(shè)計方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過軟件方法來實現(xiàn)了。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。此外在開發(fā)和應(yīng)用過程中我們更要掌握技巧，提高效率，以便于發(fā)揮它更加廣闊的用途。

參考文獻(xiàn)：

[1]何立民.MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)配置與接口技術(shù).北京：北京 航空航天大學(xué)出版社，1990