第七章计算机控制系统的抗干扰技术
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2023年计算机控制技术第二版（温希东著）课后答案下载2023年计算机控制技术第二版（温希东著）课后答案下载本书全面系统地介绍了计算机控制系统的基本组成和在工业控制中的应用技术，并结合实际深入浅出地介绍了几种典型的控制系统和控制技术。
主要内容包括：计算机控制系统概述、开关量输入/输出通道与人机接口、顺序控制与数字控制、模拟量输入/输出通道、PID调节器的数字化实现、计算机控制系统的抗干扰技术及工业控制微型计算机。
为了帮助读者掌握各部分内容，书中每章后面都附有习题。
本书可作为高职高专院校应用电子技术、自动化、机电一体化、电气工程等专业的计算机控制技术课程的教材，也可作为从事计算机控制工作的工程技术人员的参考书。
计算机控制技术第二版（温希东著）：内容简介点击此处下载计算机控制技术第二版（温希东著）课后答案计算机控制技术第二版（温希东著）：目录第1章计算机控制系统概述 11.1 计算机控制系统的组成 11.1.1 计算机控制系统的硬件组成 31.1.2 计算机控制系统的软件 41.2 工业控制计算机的特点 41.3 微型计算机控制系统的主要结构类型 51.3.1 计算机操作指导控制系统 51.3.2 直接数字控制系统 51.3.3 监督计算机控制系统 61.3.4 集散型控制系统 61.3.5 现场总线控制系统 71.3.6 工业过程计算机集成制造系统 81.4 微型计算机控制系统的发展 91.4.1 计算机控制系统的发展过程 91.4.2 近年来计算机控制系统在我国的发展趋势 9 习题 13第2章开关量输入/输出通道与人机接口 142.1 过程通道的分类 142.2 开关量输入/输出通道 152.2.1 开关量输入/输出通道的一般结构形式 15 2.2.2 开关量输入信号的调理 162.2.3 开关量输出驱动电路 192.2.4 开关量输入/输出通道的设计 21 2.3 人机接口——键盘 222.3.1 非编码键盘 232.3.2 编码键盘 282.4 人机接口——数字显示方法 312.4.1 发光二极管LED显示 312.4.2 LCD显示接口技术 38习题 81第3章顺序控制与数字控制 833.1 顺序控制 833.1.1 顺序控制系统的类型 833.1.2 顺序控制系统的组成 853.1.3 顺序控制系统的应用领域 853.1.4 顺序控制的应用实例 863.2 数字程序控制 883.2.1 数值插补计算方法 883.2.2 逐点比较法直线插补 893.2.3 逐点比较法圆弧插补 943.2.4 步进电机工作原理 993.2.5 步进电机控制系统原理 1013.2.6 步进电机与微型机的接口及程序设计 103 3.2.7 步进电机步数及速度的计算方法 1083.2.8 步进电机的变速控制 109习题 110[1]第4章模拟量输入/输出通道 1124.1 模拟量输入通道 1124.1.1 输入信号的处理 1124.1.2 多路开关 1134.1.3 放大器 1174.1.4 采样保持器(S/H) 1194.1.5 模/数(A/D)转换器及其应用 1204.2 模拟量输出通道 1284.2.1 DAC的工作原理 1284.2.2 多路模拟量输出通道的结构形式 1304.2.3 D/A输出方式 1314.2.4 失电保护和手动/自动无扰动切换 1324.2.5 DAC的主要技术指标 1324.2.6 典型应用例子 133习题 135第5章 PID调节器的数字化实现 1375.1 PID调节器 1385.1.1 PID调节器的优点 1385.1.2 PID调节器的作用 1385.2 数字PID控制器的设计 1415.2.1 PID控制规律的离散化 1425.2.2 PID数字控制器的实现 1435.3 数字PID控制器参数的整定 1455.3.1 采样周期的选择 1455.3.2 PID控制器参数的整定 146习题 150第6章计算机控制系统的抗干扰技术 152 6.1 干扰信号的类型及其传输形式 1526.2 抗干扰技术 1536.2.1 接地技术 1546.2.2 屏蔽技术 1556.2.3 隔离技术 1566.2.4 串模干扰的'抑制 1566.2.5 共模干扰的抑制 1576.2.6 长线传输中的抗干扰问题 157[1] 6.3 电源干扰的抑制 1586.3.1 电源干扰的基本类型 1586.3.2 电源抗干扰的基本方法 1596.4 CPU软件抗干扰技术 1616.4.1 人工复位 1626.4.2 掉电保护 1626.4.3 睡眠抗干扰 1636.4.4 指令冗余 1646.4.5 软件陷阱 1646.4.6 程序运行监视系统(WATCHDOG) 167 6.5 数字信号的软件抗干扰措施 1706.5.1 数字信号的输入方法 1706.5.2 数字信号的输出方法 1716.5.3 数字滤波 172习题 176第7章工业控制微型计算机 1777.1 工业控制计算机的特点 1777.2 总线式工控机的组成结构 1787.3 常用工控总线(STD/VME/IPC工控机) 179 7.3.1 STD总线工控机 1797.3.2 MC6800/MC68000工控机 1797.3.3 IPC总线工控机 1797.4 IPC的主要外部结构形式 1807.4.1 台式IPC 1807.4.2 盘装式IPC 1817.4.3 IPC工作站 1817.4.4 插箱式IPC 1827.4.5 嵌入式IPC 1837.5 IPC总线工控机内部典型构成形式 1847.5.1 工业控制计算机的组成 1847.5.2 工业控制计算机系统的组成 1857.6 IPC总线工业控制计算机常用板卡介绍 186 7.6.1 IPC总线工业控制计算机的概念 1867.6.2 工业控制计算机I/O接口信号板卡 187 习题 192附录 ST7920GB中文字型码表 193参考文献 198。
计算机控制系统软件设计
例如：
a=inportw(0x210)
b=inportb(0x220)
第一条指令表达将端口210H旳16位二进制数(一种字)输入 给变量a，第二条指令表达将端口220H旳8位二进制数(一种字 节)输入给变量b。在C语言中，0x起头旳是16进制数。
又如：
outportw(0x230,0x3435)
outportb(0x240,0x26)
(1)选择模拟显示表
由于计算机控制系统显示画面常采用多种模 拟显示表来显示测量值、设定值和输出值，因 此，显示组态一般可用6种模拟显示表，即调整 控制表、报警显示表、阀位操作表、监视操作 表、比率设定表、流量合计表。
返回
（2）选择了回路旳模拟显示表后，尚须对显示表旳每 一种参数进行确定，并在画面上设定对应旳值。
除了数字调零外，还可以采用偏移和增益误差旳自动 校准。
1.全自动校准
V
( x x0 x1 x0
) VR
采用这种措施测得旳V与放大器旳漂移和增益变化无关，与V 和R旳精度也无关。这样可大大提高测量精度，减少对电路器件 旳规定。
2.人工自动校准
人工自动校准旳原理是由人工在需要时接入原则旳参数进 行校准测量，把测得旳数据存贮起来，供后使用。一般人工自 动校准只测一种原则输入信号yR，零信号旳赔偿由数字调零 来完毕。设数字调零后测出旳数据分别为xR(接校准输入yR时) 和x(接被测输入y时)，则可按下式来计算y。
另一种常用旳方式是将各控制算法编成各个独立旳 可以反复调用旳功能模块，对应每一模块有一种数据 构造，该数据构造定义了该控制算法所需要旳各个参 数。因此，只要这些参数定义了，控制规律就定了。 有了这些算法模块，就可以生成绝大多数旳控制系统旳人机界面越来越多地采用图形显示 技术。图形画面重要是用来监视生产过程旳状况，并可 通过对画面上对象旳操作，实现对生产过程旳控制。
计算机控制系统干扰来源影响及抗干扰措施探究
计算机控制系统干扰来源影响及抗干扰措施探究党杰【摘要】随着计算机技术的不断普及，越来越多的行业开始引入计算机控制系统，进而衍生出多种多样的问题。
其中对于控制系统的干扰成为了需要重点研究的问题。
它对于计算机控制系统的影响十分严重，需要工作人员在操作过程中进行仔细观察，避免干扰造成系统的性能下降。
%With the popularization of computer technology,more and more industry began to introduce the computer control system, and derived a variety of problems.For the interference of the control system has become the important research issues.The effectsof it on the computer control system is very serious,need to staff in the operating process of careful observation,avoid interference causing the deterioration of the performance of the system.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】3页(P116-117,102)【关键词】计算机控制系统;系统干扰;抗干扰【作者】党杰【作者单位】西安医学院后勤保障处动力科，710021【正文语种】中文信息技术在当今社会扮演着很多的角色，不论是办公、学习还是工程建筑，都在不同程度上引入了计算机。
特别是计算机控制系统，能够较大地提高工作效率，较好地完成各项工作。
但是问题也随之而来，由于多数情况下，计算机所处的环境相对复杂，尤其是工程作业单位，很难保证计算机系统不受到外界的干扰，从而降低了计算机控制系统的性能，影响到工作效率。
计算机控制系统中硬件抗干扰技术的研究
第３ Ｏ卷 第 １ Ｏ期
２０ ０ ７年 １ Ｏ月
合肥 工 业 大 学 学报 （ 自然科 学版）
Ｊ ＯＵＲ Ｌ ＯＦ ＨＥ Ｅ ＮＡ Ｆ Ｉ ＵＮＩ ＲＳＴＹ ＯＦ ＴＥ ＨＮ Ｏ Ｙ ＶＥ Ｉ Ｃ ＯＬ Ｇ
Ｖ ｏ． ０ Ｎｏ １ １３ ． ０ Ｏｃ．２ ０ ｔ ０７
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｒ ｗａ ｅ ａ ｉｉ ｅ ｆ ｒ ｎｃ ｅ ｈｎｏ ｏ ｙ ｓ ａ ｃ ｎ ｈａ ｄ ｒ ｎｔ－ｎｔ ｒ ｅ ｅ ｅ ｔ ｃ ｌｇ ｆ ｒ ｃ ｍ ｐｕ ｅ ｏ ｒ ｌｓ ｓ ｅ ｓ ｏ ｏ ｔ ｒ ｃ ｎｔ ｏ ｙ ｔ ｍ
Ｗ ＡＮＧ ｉｎ ｘｎ。 ｊ Ｎ Ｊａ － ｉ Ｉ Ｑｉ
劣环境下保证系统正常工作的方法 。这些措施均在不同的实际工程项 目中加 以应用 ， 且效果显著 。 关键词 ： 计算机 控制系统 ；硬件 ； 干扰 ；可靠性 抗
中 图分 类 号 ： ２ ３ ５ ＴＰ ７ ． 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ３５ ６ （０ ７ １ —２５０ １ ０—０ ０ ２ ０ ）０１ ７—３
ｊｃｓ ｗｈｃ ｒｖ ｓ ｏｂ ｅｙｅｆｃｉｅ ｔ， ｉｈｐｏ ｅ ｅｖ ｒ ｆｅｔ ． ｅ ｔ ｖ
Ｋｅ ｒ ｓ ｃ ｍ ｐ ｔ ｒｃ ｎ ｒ ｌ ｙ ｔｍ ；ｈ ｒ ｗａ ｅ ｎ ｉ ｎ ｅｆ ｒｎ ｅ ｅｉｂｌ ｙ ｙｗｏ ｄ ： ｏ ｕ ｅ ｏ ｔｏ ｓｅ ｓ ａ ｄ ｒ ；ａ ｔ ｉｔ ｒｅ ｅ ｃ ；ｒｌ ｉ ｔ — ａ ｉ
关 调 节 器 的 导通 电 流 产 生 的噪 声 ；空 间 电 磁 干
：
其 他 电磁波 、 阳黑子 运动 造成 的影 响 （ 斑 、 太 耀
障及磁爆） 其他计算机 系统或 电子设备引起 ；
计算机控制系统的可靠性与抗干扰技术研究
胡 月明 范 勇 （ 西南科技大学计算机科学学院， 四川 绵阳 ６ １ １） ２００
摘 要
对计算机控制 系统的可靠性作 了定量表示 ， 并从软硬件两方面入 手提 出了提 高系统可靠性的几种措施。抗干扰技 术是 保证控制 系统可靠性的一个关键 。 目前针 对各种干扰施行 的抗 干扰技术单独列出 ， 把 也分别从硬 、 件两方面作 了较为详细 软
可靠 度 Ｒ表 明运 行 ｎ此 不 发生 故 障 的 概 率 。 也 可 表示 为 ：
１１系 统 可 靠 性 的 定量 表示 ．
时间 。如 果 该 值很 小 ， 示 系统 可 维 护 性 好 ， 易 修 复 。 表 容
（） ５ 有效度 Ａ （ｖ ｉ ｂｌ ａｉ） Ａ ａｌ ｉｙ ｒｔ ａ ｉ ｔ ｏ
４ 一
’ Ｆ于 ｉ 一 ｊ ｉ －
可 工 作 时 间
ｊ 丽 ：Ｆ
控 制 系 统 抗 干 扰设 计 和施 工 是 工 程 中 非 常 重 要 的 环 节 仪 表 及控 制 系 统 可 靠 性直 接 影 响 到 生产 装 置安 全 、 定 的运 行 ， 制 稳 控 系 统抗 干 扰 能 力 是关 系到 整个 系统 可 靠 运 行 的 关 键 。 １ 计 算 机 控 制 系 统 的可 靠 性
作 ， 行不久即出现故障 ， 运 有效度降低 。
（ ） 靠 度 Ｒ Ｒ ｌ ｂｌ ａｉ） ６可 （ ｅｉ ｉｙ ｒｔ ａ ｉ ｔ ｏ
Ｒ 『 尸几 ｆ ＝ ｌ 次运行不发 生故障ｆ ｆ
低， 如可靠度 、 维护率 、 失效 率 、 均故障间隔时 间（ Ｂ ）平均 平 ＭＴ Ｆ 、
维护时间 （ Ｔ ）有效度 等。具体解释如下［】 ＭＴ Ｒ 、 １：
假 定 系 统 投 入 运 行 后 ， 作 了 一 段 时 间 ｔ后 出现 了故 障 ， 工 不 得 不停 机 维 修 。经过 一 段 时 间 Ｔ 的 维 修后 ， 障 排 除 ， 统 又 正 １ 故 系 常 运 行 。这 样 ， 时 间 坐 标 轴 上 ， ， ， ， 是 系 统 正 常 工 作 时 在 ｔｔ … ｔ ， 间 ， １ ２… ， ｎ 维 护 时 间 ， 有 ： Ｔ， ， Ｔ 是 Ｔ 则
计算机控制系统抑制干扰的技术分析
计算机控制系统抑制干扰的技术分析
计算机控制系统是由计算机硬件和软件组成的，用于控制和监测各种工业应用。
在实
际应用中，计算机控制系统常常面临各种干扰，如电磁干扰、噪声干扰等，这些干扰可能
会对系统的稳定性和性能产生负面影响。
抑制干扰是计算机控制系统设计中一个重要的技
术问题。
抑制干扰的技术分析主要包括以下几个方面：
1. 信号传输线路的设计：计算机控制系统中的信号传输线路需要考虑干扰抑制的技
术措施。
在设计电缆布线时要避免和干扰源靠近，采用屏蔽线缆以阻断外界干扰，对于长
距离传输的信号需要采用差分信号传输来提高抗干扰能力。
2. 电磁干扰的抑制：电磁干扰是计算机控制系统中常见的一种干扰源。
为了抑制电
磁干扰，可以采用物理屏蔽措施，如在敏感设备周围设置屏蔽罩，减少外界电磁场对系统
的干扰；也可以采用滤波技术，通过滤波器对输入信号进行滤波，去除掉不需要的高频成分。
4. 地线设计：地线是计算机控制系统中常用的抗干扰措施之一。
合理的地线设计可
以有效地减少系统受到的干扰。
在设计中，可以采用单点接地原则，将各个设备的地线连
接到一个共同的地点，减少地线回路的面积。
还可以采用分立地线设计，将高频和低频信
号的地线分开，减少信号间的相互干扰。
计算机控制系统抑制干扰的技术分析主要包括信号传输线路的设计、电磁干扰的抑制、噪声干扰的抑制和地线设计等方面。
通过合理的设计和抑制措施，可以有效地减少干扰对
计算机控制系统的影响，提高系统的稳定性和性能。
计算机控制系统的干扰及抗干扰措施探讨
号 的频 带不 同 ， 可 以通 过 在 导线 上增 加滤 波 器 的方 法
切 断高 频干 扰 噪 声 的传播 ， 有 时 也可 加 隔离 光 耦来 解 采 用 积 分 型 Ａ ／ Ｏ； 当 干扰 主 要来 自感应 时 ， 对 被 测 信 提高Ｓ ／ Ｎ比 ； 对低 频 干扰 ， 采 用 数 字 决。 电源 噪声 的危 害最 大 ， 要特 别注 意处理 。 所谓辐 射 号尽 早前 置 放大 ， 干扰 是 指走 平 行 线路 ， 通 过 空 间辐 射感 应传 导到 干扰 滤波 ； 数字 信 号传送 时， 采用 负逻 辑 。
计算 机控 制 系统 在 工程 中的应 用 越来 越 多 ， 由于 混 乱 ， 引发计 算机 失控 ， 死机 。 周 围环 境 比较 复 杂 ， 容 易 形成 各 种 干 扰源 ， 如 果 不 采
取恰 当 的 防 范措 施 ， 源自 种干 扰 就 会 影 响 系 统 ， 造 成 系
统 控制 失 灵 、 运 行 不稳 定 等现 象 。因此 研 究计算 机 控
Ｌ 堡 垒 ｌ
ＵＪ ｌ ＡＮ ＣＯ Ｍ ＰＵＴＥＲ
计算机控制 系统 的干扰及 抗干扰措 施探讨
姜 碉
（ 西 南民族 大 学计算机科 学技 术 学 院 四川 成 都 ６ １ ０ ０ ４ １ ）
【 摘 要】 ： 本文分析了计算机控制 系统中的干扰来源和影响， 以及干扰表现方式 ； 按照抗干扰的基
本原 则 ， 探 讨 了如何 对 不 同类型 的干扰 采取相 应 的抗 干扰措 施 ， 提 高 系统 对环境 的 适应 能力 ， 使 实现正
常 的控 制得 到保证 。
【 关键词 】 ： 计算机控制 系统 干扰 抗干扰
１前言
混 乱； 对 于 系 统 内 核本 身 ， 会 使三 总 线 上 的 数 字信 号 ２ ． ４干 扰 的基本 类 型 １ １ 按特 征 分
浅谈计算机控制系统中的抗干扰
和抑制干扰是一个比 较复杂的问 下面就计 题， 算机控制系统中干扰及消除或抑制它的措施
作一简要说明。
2 概述
工业生产过程中的干扰一般都是以脉冲 的形式进入计算机的， 干扰窜入系统的渠道主 要有三条: 即空间干扰， 通过电磁波辐射窜入 系统; 过程通道干扰， 干扰通过与主机相连的 生产过程通道及其它主机的相互通道进人 ， 供 电系统干扰。空间干扰可用良好的屏蔽和正 确的接地、高频滤波加以解决， 故计算机系统 中应重点防止供电系统与过程通道的干扰。
a 。
3.2 过 程通道 干扰及 扰措施 抗干
过程通道是生产过程与主机之间或主机
此外， 正确、 合理地接地， 也是计算机应
用系统抑制干扰的主要方法。
相互之间进行信息传输的路径， 在过程通道中 长线传输的干扰是主要因素。随着系统主振 频率的提高， 计算机系统过程通道的长线传输 更是无法避免。在计算机应用系统中， 传输线
施起来所以难度大 ， 可靠性、稳定性经常成 为系统调试及运行中的问题， 干扰的影响是其 中的主要原因。所谓干扰 ， 就是有用信号以 外的噪声或造成恶劣影响的变化部分的总 称。如我公司发酵车间的计算机控制系统和 动力车间、提取车间的多台小型PLC 控制系 统的应用， 只有消除和抑制干扰， 才能保证系 统的正常运行。在实时控制系统中如何消除
流传输代替电压传输， 可获得较好的抗千扰能 力。 例如以传感器直接输出0一 IO 电 Ma 流在 长线上传输， 在接收端可并上500 。 的精密电 d. 射频干扰; 阻， 将此电 转换为0 一5V 电 然后再送 流 压， 过压、欠压、停电的危害是显而易见的， 人 A/ D 转换器。如下图: 解决的办法是使用各种稳压器、电源调节器， 对付短时间停电则配置不间断电源 (UPS) , 浪涌与下陷是电压的变化， 如果幅度过大 也会、毁坏系统。而使系统无法工作， 解决的 办法是使用快速响应的交流电源调压器。 尖峰电压持续时间很短， 一般不会毁坏系 统， 但对微机系统正常运行位危害很大会造成 3. 3 空间 干扰及抗干扰措施 逻辑功能紊乱， 甚至冲坏源程序。解决方法是 空间千扰主要指电磁场在线路、导线、 使用具有噪声抑制能力的交流电源调压器或 壳体上的辐射、吸收与调制。千扰来自 应用 超隔离变压器。 系统的内部和外部。空间干扰的抗干扰设计 射频干扰对计算机系统影响较小， 加接低 主要是地线系统设计、系统的屏蔽与布局设 通滤波器后可以解决。 计。 过压、 欠压、 停电 b . 浪涌、 下陷、 降出 c. 尖峰电压;
计算机控制系统的抗干扰技术研究
高 曼 敏 化 ． 度 非 成 化 ， 计 算 机 的 电 磁 兼 过路 或 场 耦 台 到 被 干 扰 设 备 场 包 括 静 电 ２ １ 高 使 ２采 用 低 通 滤 波 器 ． 波 器 要 有 良好 的 滤 容 问 题 更 为突 出 ， 如 ， 于 高 速 化 带 来 宽 场 、 场 及 高低 频 电 磁 场 ， 干 扰 的引 八 方 接 地 ， 例 由 磁 其 布线 接 近 地 面 ． ＾ 输 出 引 线 相 互 隔 输
干扰 可 能 经 电 源 线 进 入 控 制 系 统 ． 在 变 压 器 可 以阻 断 系 统 与 电 源 之 间 的 直 接 联
而且 干 扰 频 繁 ， 种 干 扰 都 直 接 或 问 接 地 同一 交 ’ 电 线 路 上 往 往 带 着 各 种 负 载 ， 系 ． 少 它们 之 间 的 耦 台 ． 离 变 压 器 应 有 各 赢供 减 隔 影 响 微 机 系 统 的 工 作 ， 而 影 响 计 算 机 控 如 电 动 机 ． 电器 及 其 他 高 频 设 备 等 ， 些 多 层 屏 蔽 ． 一 次 绕 组 屏 蔽 ． 次 绕 组 屏 从 继 这 如 二 制系 统 的 可靠 怀 和 稳 定 性 ， 此 须 分 析 设 备 的 干 扰 经 电 振 线 会 进 入 微 机 控 制 系 蔽 ， 电 位屏 蔽 ， 屏 蔽 以 及外 屏 蔽 等 。 固 必 等 磁 干扰 的 来 源 ． 究 对 于 不 同 干 扰 应 采 用 相 统 。而 空 间 的电 磁 干 扰 也 可 能 在 较 长 的 电 ２ １５外 部 设 备 自动 加 电 防止 干 扰 ， 宴 研 ． 在 应 的 行 之有 效 的 抑 制 和 消 际 措 施 来 提 高 系 源 线 上 产 生 噪 声 电 压 进 八 控 制 系 统 。 统 的 抗 干 扰能 力 。 １ 电磁 干扰 的 形 成 １２２ 静 电耦 台 时 控 制 系 统 中 外 部 设 备 随 时 与 计 算 机 联 机 、 机 ， 使 生 误 动 作 别 是 关 闭 电 源 脱 致 特
计算机控制习题解答-独家
计算机控制系统习题集目录一各章习题 (1)二填空题练习 (6)三简答题练习 (8)四综合题练习 (11)一各章习题1.1 第1章绪论1. 计算机控制系统的硬件主要包括哪几个部分？2. 什么是过程控制通道，过程控制通道主要有哪几种？3. 根据计算机控制系统的发展历史和在实际应用中的状态，计算机控制系统可分为哪6类，各有何特点？4. 计算机控制系统从深度和广度两方面各有何发展趋势。
1.2 第2章计算机控制系统中的检测设备和执行机构1. 什么叫传感器及变送器？2. 简述压力检测的主要方法和分类。
3. 简述温度检测的主要方法和分类。
4. 简述热电偶测温的原理。
2. 物位仪表分为哪几类？6. 简述电容式差压变送器的工作原理。
7. 简述常用执行机构和执行器的工作原理。
8. 简述TT302温度变送器的结构和工作原理。
9. 简述交流、直流伺服电机的工作原理。
10.简述步进电机的工作原理。
1.3 第3章计算机总线技术1.什么叫总线？为什么要制定计算机总线标准？2.计算机总线可以分为哪些类型？3.评价总线的性能指标有哪些？4.STD总线有哪些特点？5.常用的PC总线有哪些？各有什么特点？6.简述PCI总线的性能特点。
7. 简述IEEE-488总线的工作过程。
8. 详述RS-232C 、RS-485和RS-422总线的特点和性能。
9. RS-232C 总线常用的有哪些信号？如何通过该接口实现远程数据传送？10. 什么是平衡方式和不平衡传输方式？试比较两种方式的性能。
11. USB 数据传输方式有哪几种？USB 协议中是如何区分高速设备和低速设备的？12. 简述USB 总线的枚举过程1.4 第4章 过程通道与人机接口1．什么是过程通道？过程通道由哪几部分组成？2．画出数字量输入输出通道的结构。
3．在数字量输入调理电路中，采用积分电容或RS 触发器是如何消除按键抖动的？4．数字量输出驱动电路有哪三种形式？各有什么特点？5．画出D/A 转换器原理框图，并说明D/A 转换的原理。
抗干扰技术专业知识
U c1
RC RC Zc3
U cm
RC Zc3
U cm
Us
CMRR 20 lg Ucm 20 lg
Zc3
Un
Z s1 Z1
Zs2 Z2
RC
Zs IC
Z s1
I1
A R1 模
Zs2
I2
B
Ri
拟 地
R2
ZC2 RC
ZC3
U cm
3.2.3 长线传播干扰旳克制
采用终端阻抗匹配或始端阻抗匹配，能够消除 长线传播中旳波反射或者把它克制到最低程度。
(3)使用双积分式A/D转换器
双积分式A/D能够有效地克服工频干扰以及对称干 扰旳影响。
(4)选用高抗干扰性旳元器件 (5)供电技术与阻抗匹配技术
3.2.2 共模干扰旳克制
共模干扰是主要旳干扰类型 原因：不同地旳共模电压；模拟信号系统对地旳漏阻抗
1．隔离技术 利用变压器隔离或光电隔离器件把信号侧与输入侧隔
双绞线
放大器
调制
Us
U cm
解调
计算 机系
统
(2)光电隔离
将测量信号由电压－频率转换为脉冲信号，可采用光电
隔离。是一种十分理想旳隔离器件，将输入信号旳 大小转化为光信号旳强弱，控制输出信号旳大小。 用于传递模拟信号旳光电隔离器件目前有了较多旳 应用。
R
放大器
双绞线
Us
C
信号接受端 A/D
U cm
（3）浮地屏蔽 采用浮地与屏蔽措施能够使模拟地浮空，提升整个回路对
1.单端输入：一种输入信号， 地端为参照电压；
共模干扰电压经输入回路 在信号源内阻上产生旳 串模干扰电压为： Zs是信号源内阻，Zi是 输入阻抗 结论：提升系统输入回路 旳输入阻抗，有利于提 升系统旳抗共模干扰能 力。
计算机控制系统的抗干扰技术
（） １屏蔽措 施。由生产现场到计算机 的距 离一般 比较远 ， 输线很 传 长。 传输线越长 ， 线上的干扰就越大 ， 这时需 要使用带屏蔽的双绞线来降
低 共模干扰 。双绞线节距越短 ， 抗干扰效果越好 。
１ 主要 干扰源
１ 电 源 干扰 ． １
关 键 词 ： 算机 控 制 系统 ； 干扰 技 术 ； 件 系统 ； 件 系统 计 抗 硬 软 中 图分 类 号 ：１ ７ ＋ １ ２ ３． Ｐ ５ 文献 标 识 码 ： Ａ
计算机控制系统的被控量 分布在生产现场的各 个角落 ， 由于工业控 制现场环境恶劣 ， 种干扰 大量存 在 ， 各 这些干扰会影 响系统 的测控精 度， 降低 系统的可靠性 ， 严重的还会导致系统的运行混乱 ， 造成生产事故。 因 而 在实际的应用设计 中 ， 要提高控制 系统 的抗 干扰能力 ， 保证计算机 控 制 系统在恶劣的工作环境中能可靠地工作 。 本文从硬件和软件两方面对 计算 机控制 系统的抗干扰技术进行 了初步 的讨论。
断裂处 。 ３３ 程序运行监控 系统（ Ｔ Ｈ ＯＧｌ － ＷＡ Ｃ Ｄ
（） １采用供 电比较稳定 的进线 电源 。计算机控制 系统 的电源进线要
尽量选用 比较稳定 的交流 电源线 ，至少不要将 系统接到 负载变化 大、 晶
闸管设 备多或者有高频设备的 电源上。
（ ） 交流稳 压器稳定 电网电压。 ２采用 一般采用图 １ 的方式设计电源。 首先 ， 电流经过交流稳 压器后 ， 能有效抑制电网电压的波动 。 但输入端的 脉冲干扰 、 多次谐波干扰还可能会传播到后级 电路 。为此在 电路中设有 低通滤波电路。由于低通滤波器主要 由电感 、 电容元件组成 ， 其设计仅允
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串模抑制比：
图7.1 串模干扰示意图
SMRR20lgUn (dB) U
串模抑制比：使输出信息发生规定变化的串模电压，与由被测量引起的能使输出产生相同变化的 电压之比。
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2. 共模干扰 共模干扰：在电路输入端相对公共接地点同时出现的干扰，即输入通道上共有的干扰电压。共
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被测电路中，被测信号Us有单端对地输入和双端不对地输入两种。
信号源的内阻抗
共模干扰电压全部转为串 模干扰电压
输入电路的
UA
Ucm Zs1 Zc1
Zc1 输入阻抗
单端对地
双端不对地
共模干扰电压Ucm在仪表输入端A,B两端
U 形成的共模电压为： U Z Z Z A
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7.1.1 干扰的来源
智能仪表
传输通道
主机
I/O 电路
传感 执行器
对象
直流稳压电源
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直流稳压电源
干扰 市电
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系统的内部干扰主要是由分布电容、分布电感引起的耦合感应、多点接地造成的电位差和寄生 电容振荡、热噪声等引起的，内部的电源变压器、继电器、开关以及电源线等也均可能成为干扰源。 内部干扰的主要因素为：
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7.1.2 干扰的作用途径
干扰信号主要通过以下途径进入系统内部： (1) 电磁感应(磁耦合) (2) 静电感应(电耦合) (3) 传导耦合 (4) 公共阻抗耦合 (5) 其他形式
串模干扰信息与电气工程学院干扰源cmc2
s1
c2
UB
Ucm Zs2 Zc1
Zc1
一般情况下，共模干干扰扰电电压压总：是转化成一U 定的A B 串模干U 扰A 出 现U B[Zs1Z c2Zc2Zs2Z c1Zc1]U cm
在两个输入端之间。
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为衡量一个输入电路抑制共模干扰的能力，用共模抑制比CMRR来表示：
模干扰主要由电源的地、放大器的地以及信号源的地之间的传输线上电压降造成的。
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图7.2 共模干扰示意图 山东科技大学
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共模干扰可以是直流电压，也可以是交流电压，其幅值可达1~10V。因为在计算机控制生产过程 中，被控制和被测试的参量可能很多，并且是分散在生产现场的各个地方，一般用长导线将计算机 发出的控制信号传送到现场的某个控制对象，或者把安装在某个装置中的传感器产生的被测信号传 送到计算机的A/D转换器。因此，被测信号Us的参考接地点和计算机输入信号的参考接地点往往存在 一定的电位差Ucm。对于A/D转换器的两个输入端来说，分别有两个输入信号：Us+Ucm和Ucm。故 Ucm是共模干扰电压。
(2) 当尖峰型串模干扰成为主要干扰源，系统对采样速率要求不高时，采用双积分式A/D转换器可以削 弱周期性的串模干扰。
(3) 通过提高阈值电平抑制低噪声的干扰。 (4) 高速逻辑器件抑制低频干扰；低速逻辑器件或人为附加电容抑制高频干扰(脉冲干扰)。 (5) 若串模干扰的频率与被测信号频率相近时，信号线应选用带屏蔽的双绞线或电缆线，并应有良好的 接地系统；或在软件中使用数字滤波。
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工程实践中常采用二级RC低通滤波器，其原理图如下：
该滤波器的时间常数要小于200ms，可使50Hz的串模干扰信号衰减600倍左右。当被测信号变化较快时， 应相应改变网络参数，适当减小时间常数。
图7.3 RC双级网络示意图
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由于共模干扰它不和信号相叠加，但它能通过测量系统形成到地的泄漏电流，这泄漏电流通过 电阻的耦合就能直接作用于仪表，产生干扰。
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7.2 硬件抗干扰技术
7.2.1 串模干扰的抑制 控制系统中，串模干扰的抑制方法应从干扰信号的特性和来源入手。 (1) 若串模干扰频率比被测信号频率高，则采用低通滤波器来抑制高频串模干扰；若串模干扰频率比 被测信号频率低，则采用高通滤波器来抑制高频串模干扰；若串模干扰频率在被测信号频谱两侧， 则采用带通滤波器。 一般串模干扰比被测信号变化快，可用低通滤波器滤除交流干扰。常用的低通滤波器有RC网络、 LC网络、双T网络及有源滤波器。(P162)
交流电源/接地系统 公共阻抗
I/O信号传输线路 电磁感应 静电场感应
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7.1.3 干扰的作用形式
1. 串模干扰(差动干扰) 串模干扰是指干扰电压与有效信号串联叠加联合作用到仪表上的干扰。通常来自高压输电线，
与信号线平行铺设的电源线及大电流控制线所产生的空间电磁场。
(1) 元器件本身的性能与可靠性； (2) 系统结构设计； (3) 安装与调试。
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外部干扰有电网的波动、大型用电设备的起停、电磁辐射，一些大功率的用电设备以及电力设 备，甚至空间条件可能成为干扰源等。外部干扰的主要因素为：
(1) 外部电气条件：如电源电压的稳定性、强电场与磁场等； (2) 外部空间条件：如温度、湿度、空气清洁度等； (3) 外部机械条件：如振动、冲击等。
Un是转化成的串模干扰电压。 对于单端对地输入方式，Un=Ucm，故CMRR=0，说明无共模抑制能力；
CMRR20lgU (dB) 对于双端不对地输入方式，Ucm引入的串模干扰Un越小，cm CMRR越大，抗共模干扰能力越强。 Un
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通常IN/OUT线与大地或机壳之间发生的干扰都是共模干扰，信号线收到静电感应时产生的干扰 也是共模干扰。
第七章计算机控制系统的抗干扰技 术
7.1 工业现场的干扰及对系统的影响 7.2 硬件抗干扰技术 7.3 软件抗干扰技术 7.4 接 地 技 术 7.5 电源系统的抗干扰技术 7.6 小 结
第十六讲
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7.1 工业现场的干扰及对系统的影响
影响应用系统可靠、安全运行的主要因素来自系统内部和外部的各种电磁干扰，以及系统结构 设计、元器件安装、加工工艺和外部电磁环境条件等，这些因素对系统造成的干扰后果主要表现在 以下几个方面： 1. 测量数据误差加大 2. 影响存储数据 3. 控制系统失灵 4. 程序运行失常