《計算機控制系統(tǒng)》PPT課件.ppt

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1、4 mA輸入——0000 0000 0000,20mA輸入——1111 1111 1111,計算機控制,典型單回路控制系統(tǒng)方塊圖,第六章 計算機控制系統(tǒng),6.1 概述,,工作過程,工作過程：①數據采集：實時檢測來自于測量變送裝置的被控變量瞬時值； ②控制決策：根據采集到的被控變量按一定的控制規(guī)律進行分析和處理，決定控制行為，產生控制信號；如PID運算 ③控制輸出：根據控制決策實時地向執(zhí)行機構發(fā)出控制信號，完成控制任務。,計算機控制系統(tǒng)的基本組成,硬件組成,? ? ? 系統(tǒng)軟件 支持軟件 應用軟件,系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、引導程序、調度執(zhí)行程序等，它是支持軟件及各種應用軟件

2、的最基礎的運行平臺。 如：Windows操作系統(tǒng)、Unix操作系統(tǒng)等都屬于系統(tǒng)軟件。,它運行在系統(tǒng)軟件的平臺上，是用于開發(fā)應用軟件的軟件。例如：匯編語言、高級語言、通信網絡軟件、組態(tài)軟件等。對于設計人員來說，需要了解并學會使用相應的支持軟件，能夠根據系統(tǒng)要求編制開發(fā)所需要應用軟件。不同系統(tǒng)的支持軟件會有所不同,應用軟件是系統(tǒng)設計人員針對特定要求而編制的控制和管理程序。不同控制設備的應用軟件所具備的功能是不同的。,軟件組成,計算機控制系統(tǒng)的主要設計思想,1. 可靠性,2. 可維護性,3. 實時性,4. 性能價格比,定義：產品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內完成規(guī)定功能的能力。它通常用概率來表示,可維

3、護性是指故障發(fā)生后通過維修使系統(tǒng)恢復的能力。 它主要體現在易于查找故障，易于排除故障。,計算機控制系統(tǒng)的實時性是指被控信號的輸入、運算和輸出都要在一定的時間內完成，并能根據生產工況的變化進行及時的處理，亦即系統(tǒng)對被控信號的變化具有足夠快的響應速度，不丟失信息，不延誤操作。,一個良好的計算機控制系統(tǒng)，在充分考慮系統(tǒng)性能的同時，也需要分析系統(tǒng)應該帶來的經濟效益，即系統(tǒng)性能和投入之間的關系以及系統(tǒng)投入與產出之間的關系。 一般我們要掌握以下兩個原則： 一是系統(tǒng)設計的性能價格比要盡可能高； 二是投入產出比要盡可能低。,數字PID的主要組成,下面來看看各個組成部分,6.2信號采集與處理,信號采集

4、—— 采樣速率,幾乎沒有信號丟失,連續(xù)信號,發(fā)生了什么？,快速采樣,慢速采樣,,,信號采集 —— 采樣速率,連續(xù)信號,發(fā)生了什么？失真,慢速采樣,,失真：當采樣速率與信號的 變化相比太慢會造成失真。 Shannon定理：采樣頻率必須 大于等于信號最高頻率的兩倍。,信號采集 —— 信號保持,保持會改變動態(tài)嗎？,連續(xù)信號,,零階保持后的信號,,在執(zhí)行控制期間信號保持為上次采樣的值,信號采集 —— 信號保持,連續(xù)信號,,保持后的近似連續(xù)信號,,與原始信號有約半個采樣周期的純滯后,A/D轉換,,硬件實現,0～2N－1,測量值,,軟件實現,,A/D轉換,溫度變送器的量程為50～150℃，輸出為4～20m

5、A。 假設采用12位的A/D，當采樣值為100000000000b時， 實際的測量值是多少？,℃,數據處理與濾波,什么是噪聲？ 如何去除噪聲？,數據有效性檢查 信號補償 線性化處理,濾波,信號？,噪聲？,信號＋噪聲,噪聲：測量中不可再現的部分稱為噪聲。,很難得到如此明確地區(qū)分！,濾波,模擬濾波電路(RC),,程序判斷濾波 中值濾波 遞推平均濾波 加權遞推平均濾波 一階滯后濾波,,如何實現？,數字濾波,程序判斷濾波 中值濾波 遞推平均濾波 加權遞推平均濾波 一階滯后濾波,連續(xù)三次采樣的中間值作為有效信號,,,,,,數字PID,微分,比例,積分,數字PID中對應的各項應為怎樣呢？,6.3數字PID

6、控制算法,數字PID —— 比例作用,微分,比例,積分,,控制器每執(zhí)行一次就計算一次,數字PID —— 積分作用,微分,比例,積分,,控制器每執(zhí)行一次就計算一次 Ts是控制周期，一個常量,數字PID —— 微分作用,微分,比例,積分,,控制器每執(zhí)行一次就計算一次,Ts是控制周期，一個常量,數字PID —— 位置式,數字PID，位置式計算到終端執(zhí)行器的輸出,將三種作用匯集起來,數字PID —— 增量式,數字PID，增量式計算到達終端執(zhí)行器的變化量,位置式和增量式的比較,位置式需由外部引入初始閥位值，增量式不需要 位置式需防積分飽和，增量式不會產生積分飽和 只有存在偏差時，增量式才會有輸出 增量式

7、容易實現從手動到自動的切換,PID基本算法有兩路：理想PID和實際PID，這兩種PID算法的比例積分運算相同，區(qū)別主要是微分項不同。,,,增量式PID的優(yōu)點： a位置式PID算法中的積分項包含了過去誤差的累積值 ，容易產生累積誤差，當該項累積值很大時，使輸出控制量難以減小，調節(jié)緩慢，發(fā)生積分飽和，對控制調節(jié)不利。由于計算機字長的限制，當該項值超過字長時，又引起積分丟失現象，增式PID則沒有這種缺點。 b系統(tǒng)進行手動和自動切換時，增量式PID由于執(zhí)行元件保存了過去的位置，因此沖擊較小。即使發(fā)生故障時，也由于執(zhí)行元件的寄存作用。,（2）DDC的實際PID算法,理想PID難以得到滿意控制效果的主

8、要原因：一是由于理想PID算法本身存在不足，如位置式PID積分飽和現象嚴重，增量式PID算法在給定值發(fā)生躍變時，可能出現比例和微分的飽和，且動態(tài)過程慢等；另一個原因是由于具體工業(yè)過程控制的特殊性，理想PID算法無法滿足。而有的過程希望控制動作不要過于頻率，有的過程對象具有很大的純滯后特性，理想PID算法難于勝任。 由于實際DDC的采樣回路可能存在高頻干擾，因此幾乎在所有數字控制回路都設置了一級低通濾波器來限制高頻干擾的影響。 其體做法是：將理想PID算式與一階慣性濾波串聯，這樣即構成實際的PID算式。,PID改進方法 —— 不完全微分,,,,,PID改進方法 —— 其它,微分先行,積分分離,不

9、靈敏區(qū),,,,為何采用數字控制,可實現高級控制算法 可對過程進行監(jiān)視 可實現過程優(yōu)化 可實現診斷,6.4計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展過程,1. 直接數字量控制（Direct Digital Control－DDC）,2. 集中型計算機控制系統(tǒng),3. 集散控制系統(tǒng)（Distributed Control System－DCS）,4. 現場總線控制系統(tǒng)（Fieldbus Control System－FCS）,直接數字量控制,本質—— 用一臺計算機取代一組模擬調節(jié)器，構成閉環(huán)控制回路，用數字控制技術簡單地取代模擬控制技術。,起始于50年代末期，開辟了一個轟 轟烈烈的計算機工業(yè)應用時代,優(yōu)點 —— 計算靈活

10、，精度高，它不僅能實現典型的PID控制規(guī)律，還可以分時處理多個控制回路。此外，此DDC也很快發(fā)展到PID以外的多種復雜控制。,問題 —— 當時的計算機系統(tǒng)的價格昂貴，計算機運算速度不能滿足快速過程實時控制的需求。,拓展一、 集中型計算機控制系統(tǒng),出發(fā)點：由于當時的計算機系統(tǒng)的體積龐大，價格非常昂貴，為了使計算機控制能與常規(guī)儀表控制相競爭，企圖用一臺計算機來控制盡可能多的控制回路。,優(yōu)越性： 從表面上看——信息集中，集中型計算機控制可以實現先進控制、聯鎖控制等各種更復雜控制功能；便于實現優(yōu)化控制和優(yōu)化生產。,問 題：由于當時計算機總體性能低，運算速度慢，容量小，利用一臺計算機控制成很多個回路容易

11、出現負荷過載，而且控制的集中也直接導致危險的集中，高度的集中使系統(tǒng)變得十分“脆弱”。,在當時，集中型計算機控制系統(tǒng)不僅沒有給工業(yè)生產帶來明顯的好處，反而可能嚴重影響正常生產，因此這種危險集中的系統(tǒng)結構很難為生產過程所接受，曾一度陷入困境。,拓展二、 集散控制系統(tǒng),出發(fā)點（2個方面）： (1)不能采取控制回路高度集中的設計思想，需要把控制功能分散到若干個控制站實現，以提高系統(tǒng)的可靠性； (2)考慮到整個生產過程的整體性，各個控制系統(tǒng)（回路）的運行應當服從工業(yè)生產管理的總體目標。,拓展三、現場總線控制系統(tǒng),結構示意圖,傳統(tǒng)計算機控制系統(tǒng)的結構示意圖,樸素意義上的 FCS結構示意圖,?,?,計算機控

12、制系統(tǒng)的發(fā)展特征,隨著局域網、Internet、IT技術迅速發(fā)展，計算機控制系統(tǒng)向集成化、網絡化、智能化、信息化發(fā)展成為一種趨勢,概述,集散控制系統(tǒng)DCS是隨著現代大型工業(yè)生產自動化的不斷興起和過程控制要求的日益復雜應運而生的綜合控制系統(tǒng)。 Distributed Control System——DCS DCS可直譯為“分布式控制系統(tǒng)” “集散控制系統(tǒng)”是按中國人習慣理解而稱謂的。 DCS的主要特征是它的集中管理和分散控制 它采用危險分散、控制分散，而操作和管理集中的基本設計思想，多層分級、合作自治的結構形式 DCS在電力、冶金、石油、化工、制藥等各種領域都得到了極其廣泛的應用。,集散控制系統(tǒng)

13、,DCS的特點,經營管理級,生產管理級,控制管理級,過程控制級,,,,根本：管理集中和控制分散,具體表現在： 分級遞階結構,,現場儀表，各種檢測儀表、執(zhí)行器……,,DCS必不可少的兩級,(集散控制系統(tǒng) DCS）：分散過程控制級,(集散控制系統(tǒng) DCS）集中操作監(jiān)控級,向開放式系統(tǒng)發(fā)展 智能變送器、遠程I/O和現場總線的發(fā)展，進一步使現場測控功能下移分散 DCS、PLC、PCCS相互滲透融合，形成數字化、模塊化、網絡化的分布式控制系統(tǒng) 現場總線集成于DCS系統(tǒng)是現階段控制網絡的發(fā)展趨勢 ① 現場總線于DCS系統(tǒng)I/O總線上的集成 ② 現場總線于DCS系統(tǒng)網絡層的集成 ③ 現場總線通過

14、網關與DCS系統(tǒng)并行集成,DCS的發(fā)展趨勢,未來的DCS將采用智能化儀表和現場總線技術，從而徹底實現分散控制，并可節(jié)約大量的布線費用，提高系統(tǒng)的易展性。OPC標準的出現從根本上解決了控制系統(tǒng)的共享問題，使系統(tǒng)的集成更加方便，從而導致控制系統(tǒng)價格的下降。 基于PC機的解決方案將使控制系統(tǒng)更具有開放性。Internet技術在控制系統(tǒng)中的應用，將使操作界面更加友好、數據訪問更加方便，并且Window NT將成為控制系統(tǒng)的優(yōu)秀平臺。總之，DCS通過不斷采用新技術將向標準化、開放化、通用化的方向發(fā)展。,DCS的層次結構中，最低級是與生產過程直接相連的過程控制級。 在不同的DCS中，過程控制級所采用的裝置

15、結構形式大致相同，但名稱各異，如過程控制單元、現場控制站、過程監(jiān)測站、基本控制器、過程接口單元等，在這里，我們統(tǒng)稱現場控制單元FCU(或控制站）。 FCU實現了DCS的分散控制功能，是DCS的核心部分。生產過程的各種參量由傳感器接受并轉換送給現場控制單元作為控制和監(jiān)測的依據，而各種操作通過現場控制單元送到各執(zhí)行機構。有關信號的轉換、各類基本控制算法都在現場控制單元中完成。 過程管理級由工程師站、操作員站、管理計算機和顯示裝置組成直接完成對過程控制級的集中監(jiān)視和管理，通常稱為操作站。 DCS的生產管理級、經營管理級是由功能強大的計算機來實現，沒有更多的硬件構成，這里不作闡述。,DCS的硬件體系結

16、構,以典型的中小型DCS－CENTUM-μXL為例論述FCU和操作站的硬件構成,DCS的軟件系統(tǒng),6.5 提高計算機控制系統(tǒng)可靠性的措施,6.5.1 提高元器件的可靠性 6.5.2 冗余技術 6.5.3 采取抗干擾措施,6.5 提高計算機控制系統(tǒng)可靠性的措施,隨著計算機控制系統(tǒng)應用的日益廣泛，對系統(tǒng)的可靠性提出了很高的要求?？煽啃缘母拍钣袃蓚€含義：一是系統(tǒng)的無故障運行時間盡可能長；二是系統(tǒng)發(fā)生故障時能迅速檢修和排除。 一個計算機控制系統(tǒng)，影響其可靠性的主要因素有：元器件，物理設備的可靠性；系統(tǒng)結構的合理性及制作工藝水平；電源系統(tǒng)與接地技術的質量；系統(tǒng)掏和隨外界干擾的能力。 因此，為

17、了提高計算機控制系統(tǒng)的可靠性和可維護性，常采用提高元器件的可靠性、設計系統(tǒng)的冗余技術、采取搞干擾措施、采用故障診斷和系統(tǒng)恢復技術以及軟件可靠性技術等。 6.5.1 提高元器件的可靠性 這主要是計算機控制系統(tǒng)及元器件生產廠家的責任，屬于“先天性”問題。產品在出廠前已經決定了質量的優(yōu)劣。對于控制系統(tǒng)設計人員來說，所能做的只能是一些事后的補救措施，包括認真選型、老化、篩選、考核等。對元件采用篩選、老化的簡便方法,是高溫貯存和功率電老煉。高溫貯存是在高溫（如半導體的最高結溫）下貯存24~168h；功率電老煉是在額定功率或略高于額定功率的條件下老煉一定時間（最長可達168h）。 6.5

18、.2 冗余技術 所謂冗余，是指在系統(tǒng)中增設額外的附加成分，來保證整個控制系統(tǒng)的可靠性。常用的冗余系統(tǒng)，按其結構形式可分為并聯系統(tǒng)、備用系統(tǒng)和表決系統(tǒng)三種。 （1）并聯系統(tǒng) 在并聯系統(tǒng)中，冗余的方法是使若干同樣裝置并聯運行。只要其中一個裝置正常工作，系統(tǒng)就能維持正常運行。只有當并聯裝置的每個單元都失效時，系統(tǒng)才不能工作。其結構如圖23所示。,（2） 備用系統(tǒng) 其邏輯結構圖如圖24所示。圖中A1和A2是工作單元，B為備用單元，S1、S2為轉換器。一旦檢測到工作單元出現故障，即通過轉換器S1和S2把備用單元投入運行。 （3） 表決系統(tǒng) 其邏輯結構圖如圖25所示。圖中A1，

19、A2，…，An為n個工作單元，m為表決器。每,個單元的信息輸入表決器中，與其余信號比較。只有當有效單元數超過失效單元數時，才能作出輸入為正確的判斷。 一般而言，并聯系統(tǒng)和備用系統(tǒng)的可靠程度高于單個設備。備用系統(tǒng)的可靠程度高于并聯系統(tǒng)。表決系統(tǒng)僅在一定時間范圍內，可靠程度優(yōu)于單個設備。選擇冗余結構時，除了考慮可靠程度以外，還要考慮性能價格比、可維護性、應用場合、擴展性能以及冗余結構本身的控制性能等綜合作出決定。,無論采用何種冗余結構，當系統(tǒng)發(fā)生故障時，必須采取措施，如更換或切離故障裝置、重新組合系統(tǒng)等。實施這種故障排除措施，稱為冗余結構控制。 結構控制有邏輯結構控制與物理結構控制兩種。所

20、謂邏輯結構控制就是當二重化路徑的一路出現故障時，由另一種取代。這種結構控制并不變更系統(tǒng)的物理連接關系；而物理結構控制則是變更系統(tǒng)物理結構連接關系，如變更輸入輸出設備的連接關系等。冗余結構控制有手動控制和自動控制兩種方式。 6. 5.3 采取搞干擾措施 在影響系統(tǒng)可靠性的諸多因素中，除了系統(tǒng)自身的內在因素外，另一類因素則來自外界對系統(tǒng)的干擾，包括空間電磁效應干擾、電網沖擊波從電源系統(tǒng)空間感應進入控制系統(tǒng)帶來的干擾等。對這一類因素的干擾必須采取措施抑制。外界干擾進入系統(tǒng)的途徑示意如圖26所示。圖中Ⅰ類干擾是空間感應干擾，它以電磁感應形式進入系統(tǒng)的任何部件和線路。Ⅱ類干擾是通過對通道的感應、

21、傳輸耦合、地線聯系進入通道部分的干擾。Ⅲ類干擾是電網的沖擊波通過變壓器耦合系統(tǒng)進入電源系統(tǒng)而傳到各個部分的。,針對不同的干擾有多種不同的抑制干擾措施，主要有屏蔽、濾波、隔離和吸收等。 （1） 電磁干擾的屏蔽 主要是利用金屬網、板、盒等物體把電磁場限制在一定空間內，或阻止電磁場進入一定空間。屏蔽的效果主要取決于屏蔽體結構的接縫和接觸電阻。接縫和接觸電阻會導致磁場或電場的泄漏。屏蔽可以直接利用設備的機殼實現。機殼可采用鋁材料制成。 （2） 隔離技術 常用的有隔離變壓器和光電耦合器，如圖27所示。光電耦合器的利用光傳遞信息，它由輸入端的發(fā)光元件與,輸出端的受光元件組成。由于輸入與

22、輸出的電氣上是完全隔離的，避免了地環(huán)路的形成。因而在計算機控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。,（3）共模輸入法 在計算機控制系統(tǒng)中，由于對象、通道裝置比較分散，通道與被測信號之間往往要長線連接，由此造成了被測信號地線和主機地線之間存在一定的電位差，它作為干擾，同時施加在通道的兩個輸入端上，稱為共模干擾。共模干擾的影響如圖28所示。 共模干擾的抑制措施，常用的方法是：采用高共模抑制比的差動放大器；采用浮地輸入雙層屏蔽放大器；光電隔離；使用,隔離放大器等。 例如，將輸入信號的屏蔽層和芯線分別接到差動放大器的兩個輸入端，構成共模輸入。這時因地線間的干擾電壓不能進入差動輸入端，因而有效地抑制了干擾

23、。圖29是其等效電路圖，其中Vs是信號源，Vg是干擾源。,（4） 電源系統(tǒng)的干擾抑制 由電源引入的干擾是計算機控制系統(tǒng)的一個主要干擾源。干擾有從交流側來的，也有從直流側來的。例如，由交流電網我的負荷變化引入的50Hz正弦波的畸變；由交流輸入電線接收的空間高頻信號；交流電網的電壓波動；由于數字電路的脈沖信號通過電源傳輸引起的交叉干擾等。對于不同的干擾需要采取相應的措施抑制。 ① 交流側干擾的抑制 對于交流側的干擾主要采取以下一些方法抑制之。 濾波 交流電源用的濾波器是一低通濾波器，一般采用集中參數的π型濾波器。濾波器的電容耐壓應兩倍于電源電壓的峰值。有時敢將數個具有不同截止頻率的低

24、通濾波器串聯，以獲得好的效果。對于這類濾波器，必須加裝屏蔽盒，且濾波器的輸入和輸出端要嚴格隔離，防止耦合。 屏蔽 變壓器繞組加屏蔽后，初次級間的耦合電容可以大大減速少。變壓器屏蔽層要接地，初級繞組的屏蔽層接地是與交流“地”相接。而次級繞組的屏蔽層和中間隔離層都與直流側的工作,數小的電源外，還要克服因脈沖電路運行時引起的交叉干擾。主要使用去耦法，即在各主要的集成電路芯片的電源輸入端，或在印刷電路板電源布線的一些關鍵點與地之間接入一個1~10F的電容。同時為了濾除高頻干擾，可再并聯一個0.01F左右的小電容。 （5） 布線的防干擾原則 在控制設備的布線中要注意以下幾點基本原則。

25、強、弱信號線要分開；交流、直流線要分開；輸入、輸出線要,“地”相連，如圖30所示。 穩(wěn)壓 對于交流電壓的波動，可采用交流穩(wěn)壓器。對于大多數計算機控制系統(tǒng)布景方都應有交流穩(wěn)壓器。另外，為了吸收高頻的短暫過電壓，可用壓變電阻并接在交流進線處。 ② 直流側干擾的抑制 抑制直流側的電源干擾，除了選擇穩(wěn)壓性能好、紋波系,分開。 電路間的連線要短，弱電的信號線不宜平等，應變成辮子線或雙絞線。 信號線應盡量覆蓋印刷板。在雙面印刷板上，正反面的走線要垂直，走線應短，盡量少設對穿孔。對容易串擾的兩條線要盡量不使它們相鄰和平行敷設。 （6） 接地設計 接地問題在計算機實時控制系統(tǒng)搞干擾中

26、占有重要地位?？梢哉f，如果把接地與屏蔽問題處理品行好，就可以解決實時計算機控制系統(tǒng)中大部分干擾問題。當接地不當時，將引入干擾。 接地的含義可以理解為一個等電位點或等電位面。它是電路或系統(tǒng)的基準電位，但不一定為大地電位。保護地線必須在大地電位上；信號地線依據設計可以是大地電位，也可以不是大地電位。 接地設計目的在于消除各電路電流流經一個公共地線陰搞時所產生的噪聲電壓；避免受磁場和地電位差的影響，即不使其形,形成地環(huán)路；使屏蔽和濾波有環(huán)路；確保系統(tǒng)安全。 不同的地線有不同的處理技術。下面介紹一些實時控制系統(tǒng)中應該遵循的接地處理原則與技術，供實際應用時參考。 ① 消除地環(huán)路 在低頻電

27、子線路（小于1MHz）中，為了避免地線造成地環(huán)路，應采用一點接地原則，如圖31所示。將信號源的地和接收設備的地接在一點，消除兩個地之間的電位差及其所引起的地環(huán)路。,在一點接地法中，共地點選在信號側還是接收側，要依實際情況而定。 對于高頻電子線路來說，電感的影響將顯得突出，因而增加了地線的陰搞并導致各電線間的電感耦合。因此在高于10MHz時應采用多點接地。當頻率處于1~10MHz之間時，若采用一點接地，其地線長度不應超出波長的1/20，否則應考慮多點接地。 對于使用屏蔽線的輸入回路，當信號頻率低于1MHz時，屏蔽層也應一點接地。屏蔽層的接地點與電路的接地點一致。 ② 避免交流地與信

28、號地公用 由于在電源地線的兩點間可形成毫伏量級，甚至數伏的電壓，這對于小信號電路而言，是一個很嚴重的干擾。因此，必須把交流地與信號地隔離開來，絕不能混用。 ③ 浮動接地與真正接地的比較 浮動接地是指系統(tǒng)的各個接地端與大地不相連接，這種接地方法簡單。但是對于與地的絕緣電阻要求較高，一般要求大于50MΩ，否則由于絕緣的下降，會導致干擾。此外，浮動容易引起靜電干擾。目前多數微型計算機系統(tǒng)采用浮動接地方式。,真正接地是指系統(tǒng)的接地端與大地直接相連。只要接地良好，這種方式的搞干擾能力就比較強，但接地工藝比較復雜。而且，一旦接地不良，反而會引起不必要的干擾。 ④ 數字地 即邏輯地，主要是指TTL或CM

29、OS印刷電路板的地端，作為數字邏輯的零位。在印刷電路板中，地線應呈網狀，而線要避免形成環(huán)路，以減少干擾。此外，地線也應考慮具有一定寬度，一般不要小于3mm。 ⑤ 模擬地 作為A/D轉換、前置放大器、比較器等模擬信號傳遞電路的零電位。當模擬測量信號在毫伏級（0~50mV ）時，模擬地的接法是相當重要的。主要考慮搞共模干擾的能力。 ⑥ 功率地 作為大電流網絡部件的零電位，如打印機電磁鐵驅動電流、存儲器的驅動電流等。功率地因流經電流較大，故線徑比較粗。功率地應該與小信號地線分開，且與直流地相接。 ⑦ 信號地 即傳感器的低電位端。一般應以小于5Ω接地電阻一點接地，是不浮動的地。 ⑧ 小信號地

30、即小信號放大器（如前置放大器、功放線路等）的地端。由于輸入信號一般是毫伏級甚至是微伏量級，所以,接地應仔細。放大器本身的地端應采用一點入地方式，否則由于地線中的電位差，會引起干擾出現。 ⑨ 屏蔽地（機殼地） 它是為防止靜電感應和磁感應而設置的，也起安全保護作用。 對于電場屏蔽而言，主要解決分布電容的問題，通常接大地。對于高頻對射電臺所產生的電磁場干擾，應采用低陰金屬材料制成屏蔽體，屏蔽層最好接大地。如果主要是對磁場進行屏蔽，則應采用高導磁材料使磁路閉合，且應以接大地為好。 當系統(tǒng)中有一個不接地的信號源和一個接地（不管是否真正接大地）放大器相連時，輸入端的屏蔽應接到放大器的公共端。反之，當

31、接地的信號源與不接地的放大器相連時，應把放大器的輸入端接到信號源的公共端。 一個系統(tǒng)的正確接地，也就是要處理好上述幾種地線的連線，以及相互的關系。 （7） 軟件的抗干擾措施 在前面講座的在控制算法中如何搞干擾的方法就是軟件搞干擾的一種方法。軟件設計的搞干擾措施包括數字濾波、軟件固化、,選擇性控制、指令復執(zhí)、自診斷、建立RAM數據保護區(qū)等。下面分別作一些說明。 ① 數字濾波 就是利用程序對采樣數據進行加工處理，去除或削弱干擾的影響，提高信號的真實度。數字濾波是最常見的搞干擾措施，對提高信號的可信度和精確性很有效果。 數字濾波有很多方法，如中值濾波、平均性的濾波、一階滯后濾波、判斷性濾波

32、等等。這些方法針對不同的干擾可以收到明顯的搞干擾效果。需要的時候，可以查閱有關文獻。 ② 軟件固化 即把控制系統(tǒng)的軟件，一次寫入EPROM固化。這樣，即使受到干擾沖亂程序時，配合重啟動措施仍可恢復程序正常運行。而且，固化程序本身的內部也不怕受外界因素的破壞。 ③ 選擇性控制 在一個控制程序中研制兩種不同的控制方法，一種用于正常運行的控制，另一種用于應付導演事故的處理，由此可以保證系統(tǒng)的安全運行。 ④ 指令復執(zhí) 當計算機發(fā)現錯誤后，把當前執(zhí)行的指令重復執(zhí)行若干次，稱為指令復執(zhí)。如果故障是瞬時性的，在指令復,執(zhí)幾次后，便不會再出現故障，程序仍可以繼續(xù)正常運行。指令復執(zhí)的思想可以擴展到程序段的復執(zhí)，效果較好。 ⑤ 自診斷功能 有“在線”自診斷和“離線”自診斷兩種方式?！半x線”自診斷可以使用專門的診斷程序，對系統(tǒng)的各種功能進行全面的檢查?！霸诰€”自診斷，不能占用太多的計算機時間，診斷程序也不能占用太多的內存。因此“在線”自診斷可以是簡易的、特征性的檢查。,