第七章计算机控制系统抗干扰技术.ppt

限幅滤波法(程序判断滤波法) 限幅滤波法能有效克服因偶然因素引起的脉冲干扰，但无法抑制周期性的干扰，平滑度差。 2. 中位值滤波法 连续采样N次(N为奇数)，把N个采样值按大小排列，取中间值为本次有效值。 能有效克服因偶然因素引起的波动干扰，对温度、液位等变化缓慢的被测参数有良好的滤波效果。 信息与电气工程学院 计算机控制系统 山东科技大学 则 则 3. 算术平均滤波法 N值较大时，信号平滑度好，但灵敏度低；N值较小时，信号平滑度低，但灵敏度好。一般流量测量N=8~16，压力N=4。 该方法适用于对具有随机干扰的信号进行滤波，该信号有一个平均值，在某一数值范围附近上下波动。 在编制算法程序时，N一般取2的整数幂，以便用移位代替除法求平均值。 信息与电气工程学院 计算机控制系统 山东科技大学 4.一阶滞后滤波法(惯性滤波法) 离散化得低通滤波公式： 一阶滞后滤波法对周期性干扰具有良好的抑制作用，适用于波动频率较高的场合，缺点是相位滞后，灵敏度低，不能消除滤波频率高于采样频率的1/2的干扰信号。 信息与电气工程学院 计算机控制系统 山东科技大学 5. 递推平均滤波法 6. 中位值平均滤波法 7. 限幅平均滤波法 8. 加权递推平均滤波法 9. 消抖滤波法 10. 限幅消抖滤波法 信息与电气工程学院 计算机控制系统 山东科技大学 7.3.3 输入/输出软件抗干扰措施 对控制系统将控制条件的“一次采样、处理控制输出”改为“多次采样、处理控制输出”，可有效地消除偶然干扰。 数字量信号输入抗干扰措施 干扰信号多呈毛刺状，作用时间短，利用这一特点，在采集某一数字量信号时可多次重复采集，直至连续两次或两次以上结果完全一致方为有效；若多次采样后，信号总变化不定，可停止采集，给出报警信号。 信息与电气工程学院 计算机控制系统 山东科技大学 2. 数字量信号输出抗干扰措施 输出设备是电位控制型还是同步锁存型对干扰的敏感性相差较大。前者有良好的抗“毛刺”干扰能力；当锁存线上出现干扰时，后者会盲目锁存当前的数据，不论此时数据是否有效；输出设备的惯性(响应速度)与干扰的耐受能力也有关系。惯性大的输出设备对“毛刺”干扰有一定的耐受能力，惯性小的输出设备耐受能力小一些；在软件上，最为有效的方法是重复输出同一个数据，且重复周期尽可能小。 信息与电气工程学院 计算机控制系统 山东科技大学 7.3.4 程序运行失常的软件抗干扰 克服控制系统死机现象最有效的办法是采用系统加硬件定时器(看门狗WDI)电路，即使有硬件定时器电路后仍然有死机现象，原因可能如下： (1) 因为某种原因，程序混乱后，定时器电路虽然发出了复位脉冲，但程序还来不及发出一个脉冲信号，此时程序再次被干扰； (2) 程序进入死循环，恰好又有定时器监视I/O口上操作指令； (3) 在有严重的干扰时，中断方式控制字有时会受到破坏，导致中断关闭。 信息与电气工程学院 计算机控制系统 山东科技大学 冗余技术 指令冗余：在关键的地方人为地插入一些单字节指令(如NOP指令)，或将有效单字节指令重复书写。 冗余指令不能太多，以免降低运行速率。通 常在对程序流向起决定作用的指令前插入两条NOP指令(RET, RETI, LCALL, SJMP, JZ, CJNZ, JNC等)。 在对系统工作状态至关重要的指令(如SETB EA之类)前也可插入两条NOP指令。 信息与电气工程学院 计算机控制系统 山东科技大学 2. 软件陷阱 指令冗余使“跑飞”的程序安定下来是有条件的，首先“跑飞”的程序必须落到程序区，其次必须执行到冗余指令。第1个条件不满足采取的措施是设立软件陷阱；第2个条件不满足采取的措施是建立程序运行监视系统。 软件陷阱：一条引导指令强行将捕获的程序引向一个指定的地址，使程序从头开始运行或者引向一段专门对程序出错处理的程序。为加强其捕捉效果，一般在它前面加两条NOP指令： NOP NOP LJMP ERR 信息与电气工程学院 计算机控制系统 山东科技大学 软件陷阱一般安排在下列四种地方： (1) 未使用的中断向量区 (2) 未使用的大片ROM空间 (3) 表格 (4) 程序区 信息与电气工程学院 计算机控制系统 山东科技大学 计算机控制系统 山东科技大学 3. 软件定时器技术 若失控的程序进入“死循环”，通常采用定时器技术使程序脱离“死循环”。 定时器实际是一个计数器。如果程序运行正常，CPU