第 9 章计算机控制系统中的抗干扰技术
由于工业现场的工作环境往往十分恶劣，计算机控制系统不可避免地受到各种各样的干扰。这些干扰可能会影响到测控系统的精度，使系统的性能指标下降，降低系统的可靠性，甚至导致系统运行混乱或故障，进而造成生产事故。干扰可能来自外部，也可能来自内部；它可通过不同的途径作用于控制系统，且其作用程度及引起的后果与干扰的性质及干扰的强度等因素有关。干扰是客观存在的，研究抗干扰技术就是要分清干扰的来源，探索抑制或消除干扰的措施，以提高计算机控制系统的可靠性和稳定性。本章首先介绍干扰的种类及传播途径，然后根据硬件和软件抗干扰措施的不同，分别加以论述。
9.1 干扰的传播途径与作用方式
干扰是指有用信号以外的噪声或造成计算机设备不能正常工作的破坏因素。产生干扰信号的原因称为干扰源。干扰源通过传播途径影响的器件或系统称为干扰对象。干扰源、传播途径及干扰对象构成了干扰系统的三个要素。抗干扰技术就是通过对这三要素中的一个或多个采取必要措施来实现的。为了有效地抑制和消除干扰，首先需要分清干扰的来源、传播途径，以及干扰的作用方式。
9.1.1 干扰的来源
计算机控制系统中干扰的来源是多方面的，有时甚至错综复杂。总体上，按照来源，干扰可分为外部干扰和内部干扰。外部干扰与系统所在环境和使用条件有关，与系统内部结构无关。内部干扰则由系统结构布局、制造工艺引入。
1. 外部干扰
外部干扰与系统结构无关，是由使用条件和外部环境因素决定的。外部干扰主要有：天电干扰，如雷电或大气电离作用引起的干扰电波；天体干扰，如太阳或其他星球辐射的电磁波；周围电气设备发出的电磁波干扰；电源的工频干扰；气象条件引起的干扰，如温度、湿度；地磁场干扰；火花放电、弧光放电、辉光放电等产生的电磁波等。
2. 内部干扰
内部干扰是由系统的结构布局、线路设计、元器件性质变化和漂移等原因造成的，主要有：分布电容、分布电感引起的耦合感应；电磁场辐射感应；长线传输的波反射；多点接地造成的电位差引入的干扰；寄生振荡引起的干扰以及热噪声、闪变噪声、尖峰噪声等。
3. 电场耦合
电场耦合，又称静电耦合，是通过电容耦合窜入其他线路的。这些分布电容的存在，可以对频率为ω的干扰信号提供1/jωC的电抗通道，电场干扰就可以由该通道窜入系统，形成干扰。
4. 磁场耦合
在设备内部，线圈或变压器的漏磁也会引起干扰；在设备外部，平行架设的两根导线也会产生干扰，如图9.3所示。其中，ω为感应磁场交变角频率，M为两根导线之间的互感，I1为导线1中的电流。另外，长线干扰具有天线效应，即能够辐射干扰波和接收干扰波。例如，在大功率的广播电台周围，当垂直极化波的电场强度为100mv/m时，长度为10cm的垂直导体可以产生5mv的感应电动势，这也是一个不小的数字。
5. 公共阻抗耦合
在计算机控制系统中，普遍存在公共耦合阻抗，例如，电源引线、印刷电路板上的地和公共电源线、汇流排等。同时，各汇流条之间具有电容，数字脉冲可以通过这个电容耦合过来。
6. 差模干扰
它串联在信号源回路中，与被测信号相加输入系统，如图9.6(a)所示，图中Us为被测信号电压，Un为干扰信号电压。采用开关电源、DC-DC变换器以及UPS供电等，来提高电源的稳定性。计算机控制系统在工业现场运行时，其所受干扰的来源是多方面的，除电网电压的过压、欠压以及浪涌以外，对系统危害最严重的首推电网的尖峰脉冲干扰，这种干扰常使计算机程序“跑飞”或“死机”。另外，使系统远离干扰源，对大功率用电设备采取专门措施抑制尖峰干扰的产生等都是较为可行的方法。
7. 掉电保护
为此，计算机系统应加装UPS(不间断电源)，或增加电源电压监视电路，及早监测到掉电状态，从而进行应急处理。对于没有使用UPS的计算机控制系统，为了防止掉电后RAM 中的信息丢失，经常采用镍电池对RAM进行数据保护。
当CPU受到干扰不能按正常状态执行程序时，就会引起计算机控制的混乱，所以需要采取措施，使CPU在受到干扰的情况下，尽可能无扰地恢复系统正常工作。
下面是几种常见的针对CPU的抗干扰措施。对于失控的CPU，最简单的方法是使其复位，程序自动从头开始执行。上电复位是指计算机在开机上电时自动复位，此时所有硬件都从其初始状态开始，程序从第一条指令开始执行；人工复位是指操作员按下复位按钮时的复位；自动复位是指系统在需要复位的状态时，由特定的电路自动将CPU复位的一种方式。
因此，人工复位主要用于各类智能测试仪器、数据采集与操作指导控制系统等，一般不用于直接控制系统。在掉电中断服务程序中，首先进行现场保护，把当时的重要状态参数、中间结果，甚至某些片内寄存器的内容一一存入具有后备电池的RAM中。
当电源恢复正常时，CPU重新复位，复位后应首先检查是否有掉电标记，如果有，则说明本次复位为掉电保护之后的复位，应按掉电中断服务程序相反的方式恢复现场，以一种合理的安全方式使系统继续未完成的工作。
当CPU受到干扰，程序“跑飞”后，往往将一些操作数当作指令代码来执行，从而引起整个程序的混乱。采用指令冗余技术是使程序从“跑飞”状态，恢复正常的一种有效措施。所谓软件冗余，就是人为地在程序的关键地方加入一些单字节指令NOP，或将有效单字节指令重写，当程序“跑飞”到某条单字节指令时，就不会发生将操作数当作指令来执行的错误。指令冗余虽然将“跑飞”的程序很快地纳入程序轨道，但不能保证系统工作正常。
例如程序从一个模块“跑飞”到另一个不该去的模块，即使很快安定下来，但执行了不该执行的程序指令，同样会造成控制系统出现问题。当程序“跑飞”到非程序区(如EPROM中未使用的空间、程序中的数据区等)时，指令冗余不起作用，这时可采用软件陷阱和Watchdog(看门狗)技术。
软件陷阱是在非程序区的特定地方设置一条引导指令(看作一个陷阱)，程序正常运行时不会落入该引导指令的陷阱，当CPU受到干扰，程序“跑飞”时，如果落入指令陷阱，将由引导指令将“跑飞”的程序强制跳转到出错处理程序，由该程序进行出错处理和程序恢复。由于程序指令不可能占满整个程序存储区，总有一些地方是正常程序不会达到的区域，可在该区域设置软件陷阱，对“跑飞”的程序进行捕捉，或在大片的ROM空间，每隔一段设置一个陷阱。
当程序“跑飞”到一个临时构成的死循环中时，冗余指令和软件陷阱将不起作用，造成系统完全瘫痪。当系统运行时，看门狗与CPU同时工作。程序正常运行时，会在规定的时间内由程序向看门狗发送复位信号，使看门狗定时系统重新开始定时计数，没有输出信号发出；当程序“跑飞”并且其他的措施没有发挥作用时，看门狗便不能在规定的时间内得到复位信号，其输出端会发出信号使CPU系统复位。
其中，MAX793和MAX815都是具有Watchdog功能的μP集成芯片，这些芯片的具体使用在这里不作详细介绍，可以参考单片机相关资料。主程序在开始处启动计数器0，计数器0开始计数，每中断一次，就将设在中断服务程序中的记录中断发生次数的整型变量加1。若发现不正常，则可断定主程序已经“跑飞”，中断服务需要修改返回地址至主程序入口处。
第9章习题
1.简述干扰的主要来源及其传播途径。
2.简述干扰的分类。
3.试述干扰的作用方式有哪些？各有什么特点？并叙述如何识别或区分不同的干扰类型。
4.简述电源抗干扰技术。
5.简述有哪些软件抗干扰技术？看门狗技术有什么作用，有哪些方法可以实现看门狗？
2014年上学期《计算机控制技术》复习大作业及参考答案========================================================== 一、选择题（共20题） 1.由于计算机只能接收数字量，所以在模拟量输入时需经（ A ）转换。 A．A/D转换器B．双向可控硅 C．D/A转换器D．光电隔离器 2.若系统欲将一个D/A转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构，需要接入（ D ）器件完成控制量的切换工作。 A．锁存器锁存B．多路开关 C．A/D转换器转换D．反多路开关 3.某控制系统中，希望快速采样，保持器的保持电容CH应取值（ A ）。 A．比较小B．比较大C．取零值D．取负值 4. 在LED显示系统中，若采用共阳极显示器，则将段选模型送至（ B ）。 A．阳极B．阴极 C．阴极或阳极D．先送阴极再送阳极 5. 电机控制意味着对其转向和转速的控制，微型机控制系统的作法是通过（B ）实现的。 A．改变定子的通电方向和通电占空比 B．改变转子的通电方向和通电占空比 C．改变定子的通电电压幅值 D．改变转子的通电电压幅值 6.计算机监督系统（SCC）中，SCC计算机的作用是（B） A．接收测量值和管理命令并提供给DDC计算机 B．按照一定的数学模型计算给定植并提供给DDC计算机 C．当DDC计算机出现故障时，SCC计算机也无法工作 D．SCC计算机与控制无关 7. 键盘锁定技术可以通过（C）实现。 A．设置标志位 B．控制键值锁存器的选通信号 C．A和B都行 D．定时读键值 8. RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑“1”的电平是（C）。 A．0．3 伏以下B．0．7伏以上 C．-3伏以下D．+3伏以上 9. 在工业过程控制系统中采集的数据常搀杂有干扰信号，（D）提高信/躁比。 A．只能通过模拟滤波电路 B.只能通过数字滤波程序 C.可以通过数字滤波程序/模拟滤波电路 D.可以通过数字滤波程序和模拟滤波电路 10．步进电机常被用于准确定位系统，在下列说法中错误的是（B ）。 A．步进电机可以直接接受数字量 B．步进电机可以直接接受模拟量 C．步进电机可实现转角和直线定位 D．步进电机可实现顺时针、逆时针转动
外军通信抗干扰发展趋势 1、跳频通信装备抗跟踪干扰能力日益提高，抗跟踪干扰已由定频通信抗自动瞄准式干扰发展到跳频抗跟踪干扰 外军提高跳频通信抗跟踪干扰能力的技术动态主要有两个方面，一是适当提高跳速，二是采用变速跳频。外军大部分20世纪80年代的跳频通信装备为中低跳速跳频，较新的跳频通信装备采用了中高跳速跳频，如美国的HF-2000，CHESS，HA VE-QUICKIIA，JTIDS及MILSTAR，瑞典的TRC-350，法国的ALCALTEL111等。值得注意的一点是外军有些跳频通信装备大幅度提高跳速并不是以提高抗跟踪干扰能力为出发点的，其主要目的是利用相应的技术体制，由高跳速提高数据传输速率，如：CHESS系统和JTIDS等。另外，提高跳速后，还将给交织和纠错带来方便。当然，提高跳速也会引起其他问题，需要综合考虑。变速跳频是抵抗跟踪干扰的有效措施之一，外军现役跳频电台中也有所采用，但还多是半自动变速或有限种跳速随机变速，有些是通过信令实现跳速牵引，还没有实现真正意义上的变速跳频，这里将其称为准变速跳频，如法国的ERM-9000，TRC-9600，南非的TRC-1600，TRC-600以及瑞典的SFH-41等。 2、跳频通信装备抗阻塞干扰技术逐步成熟 最初提出跳频抗干扰体制，实际上是基于频率分集原理，并以提高跳速为代价实现抗阻塞干扰为出发点的。后来由于数据传输速率越来越高，常规跳频体制的跳速难以适应，形成了实际上的慢跳频（无论绝对跳速多高）。因此，抗阻塞干扰能力一直是跳频通信的重要问题。长期以来很多国家都致力于跳频通信抗阻塞干扰技术的研究，有些成果已得到成功的应用。外军实用化研究成果主要有短波采用自适应选频与跳频相结合的体制，将经过LQA（链路质量分析）选出的最佳或准最佳频率作为跳频频率表生成的基准，如美国的SCl40、英国PATHER-2000、以色列的HF-2000，TRl78、法国的TRC-350H、南非的HF-6000，TRl78A/B，TR390以及瑞典的TRC-350等；超短波采用具有FCS（free channel searce）功能的跳频体制，在一般窄带干扰情况下，使用常规跳频，在遇到宽带阻塞干扰时，自动转到FCS功能，在当前最佳频点上定频工作，一旦宽带干扰消失，又可回到跳频方式上工作，如法国的PR4G、比利时的BAMS等；UHF波段采用了频率自适应与跳频相结合的体制，即在跳频通信过程中自动检测和删除受干扰频率，使系统在无干扰或干扰较弱的频点上跳频，如瑞典的RL-401系列跳频接力机等，但该跳频机在干扰严重时，无更有效的措施，只是自动回到常规跳频状态。 3、扩展频段成为通信抗干扰新的发展趋势 拓宽现有频段、发展多频段，不仅有利于协同通信和全谱作战，还有利于提高跳频通信抗阻塞干扰能力。在拓宽频段方面，外军少数短波电台的频段范围已拓宽到116～50MHz，如美国的M508，RF-500，AN/PRC-132短波电台等；少数超短波电台的频段范围拓宽到30～108 MHz，如比利时的BAMS、荷兰的PRC/VRC-8600、德国的SEMl73/183/193、以色列的CNR-9000、英国的PANTHER-V、法国的PR4G系列电台等，增加了20MHz的带宽。在开发新频段方面，成效显著，最具代表性的是美国的MILSTAR卫星通信系统，采用宽带亚毫米/毫米波，实现宽带高速跳频，跳频带宽达2 GHz。在研制多频段通信抗干扰装备方面更是如火如荼，电台以HF/VHF/UHF三个频段的综合运用为典型特征。如美国的AM-7177A/ARC-182（V），MBITR，MXF-610，MBMMR，SPEAKEASY，英国的SWORDFISH，BOWMAN，南非的MATADOR，TRC-1600，TR600，加拿大的AN/GRC-512（V）等，多频段接力机主要有美国的AMLD4，AMLA3，AN/GRC-226，法国的TFH-150，TFH-701，瑞典的RL401/422，俄罗斯的捷标坦特系列接力机等。 4、提高短波跳频数据速率取得突破进展 自从短波通信出现以来，由于通信体制、器件、信道带宽及天波传输特性等原因，短波
《微机控制技术》课程设计报告 课题：最少拍控制算法研究专业班级：自动化1401 姓名： 学号： 指导老师：朱琳琳 2017年5月21日
目录 1. 实验目的 (3) 2. 控制任务及要求 (3) 3. 控制算法理论分析 (3) 4. 硬件设计 (5) 5. 软件设计 (5) 无纹波 (5) 有纹波 (7) 6. 结果分析 (9) 7. 课程设计体会 (10)
1.实验目的 本次课程设计的目的是让同学们掌握微型计算机控制系统设计的一般步骤，掌握系统总体控制方案的设计方法、控制算法的设计、硬件设计的方法。学习并熟悉最少拍控制器的设计和算法；研究最少拍控制系统输出采样点间纹波的形成；熟悉最少拍无纹波控制系统控制器的设计和实现方法。复习单片机及其他控制器在实际生活中的应用，进一步加深对专业知识的认识和理解，使自己的设计水平、对所学知识的应用能力以及分析问题解决问题的能力得到全面提高。 2.控制任务及要求 1.设计并实现具有一个积分环节的二阶系统的最少拍有纹波控制和无纹波控制。 对象特性G （s ）＝ 采用零阶保持器H 0（s ），采样周期T ＝,试设计单位阶跃，单位速度输入时的有限拍调节器。 2.用Protel 、Altium Designer 等软件绘制原理图。 3.分别编写有纹波控制的算法程序和无纹波控制的算法程序。 4.绘制最少拍有纹波、无纹波控制时系统输出响应曲线，并分析。 3.控制算法理论分析 在离散控制系统中，通常把一个采样周期称作一拍。最少拍系统，也称为最小调整时间系统或最快响应系统。它是指系统对应于典型的输入具有最快的响应速度，被控量能经过最少采样周期达到设定值，且稳态误差为定值。显然，这样对系统的闭环脉冲传递函数)(z φ提出了较为苛刻的要求，即其极点应位于Z 平面的坐标原点处。 1最少拍控制算法 计算机控制系统的方框图为： 图7-1 最少拍计算机控制原理方框图 根据上述方框图可知，有限拍系统的闭环脉冲传递函数为： ) ()(1)()()()()(z HG z D z HG z D z R z C z +==φ (1) )(1)()(11)()()(1z z HG z D z R z E z e φφ-=+== (2) 由(1) 、(2)解得：
第一讲 1、什么是计算机数字控制系统？一般由哪几部分组成？请用框图形式给出实例，并简单说明其工作原理。 计算机控制系统就是利用计算机（通常称为工业控制机）来实现生产过程自动控制的系统；一般由计算机和生产过程两部分组成； 计算机控制系统由工业控制计算机主体（包括硬件、软件与网格结构）和生产过程两大部分组长。其中硬件系统有主机、输入输出通道、外部设备、检测与执行机构组成； 三个步骤原理： ①实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输 入。 ②实时控制决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按已定的控制 规律，决定将要采取的控制行为。 ③实时控制输出：根据控制决策，适时地对执行机构发出控制信号，完 成控制任务。 2、实时、在线方式、离线方式的含义是什么？ 实时：指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间围完成，亦即计算机对输入信息，以足够快的速度进行控制，超出了这个时间，就失去了控制的时机，控制也就失去了意义。 在线方式：在线方式亦称为联机方式，是指生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式称为。
离线方式：离线方式亦称为脱机方式，是指生产过程不和计算机相连，且不受计算机控制，而是靠人进行联系并做相应操作的方式。 3、简述计算机数字控制系统的发展趋势。 计算机数值控制系统的发展趋势有控制系统的网络化、扁平化、只能化、综合化。 第二讲 1、简述计算机控制系统中过程通道的基本类型及其作用。 数字量输入通道：接受外部装置或产生过程的状态信号，同时将状态信号经转换、保护、滤波、隔离等措施转换成计算机能够接收的逻辑信号； 数字量输出通道：把计算机输出的微弱数字信号转换成能对生产过程进行控制的数字驱动信号； 模拟量输入通道：把被控对象的过程参数如温度、压力、流量、液位重量等模拟信号转换成计算机可以接收的数字量信号； 模拟量输出通道：把计算机处理后的数字量信号转换成模拟量电压或电流信号，去驱动相应的执行器，从而达到控制的目的。 2、简述计算机控制系统抗干扰技术的基本措施。 克服干扰的措施主要有：硬件措施、软件措施和软硬结合的措施。 其中硬件抗干扰措施包含：①过程通道抗干扰技术；②CPU抗干扰技术；③系统供电与接地技术。针对不同的干扰采用不用的抗干扰技术： ①过程通道抗干扰技术：针对串模干扰，采用滤波器、双积分式A/D转换器、双绞线作信号引线等方法来抑制；针对共模干扰，采用变压器隔离、光电隔离、浮地屏蔽、采用仪表放大器提高共模抑制比等方式；针对长线传输干扰可采用双绞线与同轴电缆进行传输； ②CPU抗干扰技术：使用Watchdog(俗称看门狗)、电源监控(掉电检测及保护)、复位等；
一文解读计算机控制系统的抗干扰技术途径/作用方式/来源 由于工业现场的工作境往往十分恶劣，计算机控制系统不可避免地受到各种各样的干扰。这些干扰可能会影响到测控系统的精度，使系统的性能指标下降，降低系统的可靠性，甚至导致系统运行混乱或发生故障，进而造成生产事故。 1、抗干扰概述由于工业现场的工作境往往十分恶劣，计算机控制系统不可避免地受到各种各样的干扰。这些干扰可能会影响到测控系统的精度，使系统的性能指标下降，降低系统的可靠性，甚至导致系统运行混乱或发生故障，进而造成生产事故。干扰可能来自外部，也可能来自内部；它通过不同的途径作用于控制系统，且其作用程度及引起的后果与干扰的性质及干扰的强度等因素有关。干扰是客观存在的，研究抗干扰技术就是要分清干扰的来源，探索抑制或消除干扰的措施，以提高计算机控制系统的可靠性和稳定性。 2、干扰的概念干扰使指有用信号以外的噪声或造成计算机设备不能正常工作的破坏因素。产生干扰信号的原因称为干扰源。干扰源通过传播途径影响的器件或系统称为干扰对象。干扰源、传播途径和干扰对象构成了干扰系统的三个因素。抗干扰技术就是通过对这三要素中的一个或多个采取措施来实现的。为了有效的抑制和消除干扰，首先要分清干扰的来源、传播途径以及干扰的作用方式。 3、干扰的来源计算机控制系统中干扰的来源是多方面的，有时甚至是错综复杂。总体上，按照来源，干扰可分为内部干扰和外部干扰。外部干扰与系统所在环境和使用条件有关，与系统内部结构无关。内部干扰则由系统结构布局、制造工艺等引入。 外部干扰：与系统结构无关，是由使用条件和外部环境决定的。外部干扰主要有：天电干扰，如雷电或大气电离作用引起的干扰电波；天体干扰，如太阳或其它星球辐射的电磁波；周围电气设备发出的电磁波干扰；电源的工频干扰；气象条件引起的干扰，如湿度、温度等；地磁场干扰；火花放电、弧光放电、辉光放电等产生的电磁波等。 内部干扰：是由系统的结构布局、线路设计、元器件性质变化和漂移等原因造成的，主要
第9章计算机控制系统中的抗干扰技术 ●本章的教学目的与要求 掌握各种干扰的传播途径与作用方式以及软硬件抗干扰技术。 ●授课主要内容 ●干扰的传播途径与作用方式 ●软硬件抗干扰技术 ●主要外语词汇 ●重点、难点及对学生的要求 说明：带“***”表示要掌握的重点内容，带“**”表示要求理解的内容，带“*”表示要求了解的内容，带“☆”表示难点内容，无任何符号的表示要求自学的内容 ●干扰的类型*** ●干扰的传播途径***☆ ●各类干扰的抑制方法*** ●辅助教学情况 多媒体教学课件（POWERPOINT） ●复习思考题 ●干扰的类型 ●干扰的传播途径 ●各类干扰的抑制方法 ●参考资料 刘川来，胡乃平，计算机控制技术，青岛科技大学讲义
干扰是客观存在的，研究抗干扰技术就是要分清干扰的来源，探索抑制或消除干扰的措施，以提高计算机控制系统的可靠性和稳定性。 9.1 干扰的传播途径与作用方式 干扰是指有用信号以外的噪声或造成计算机设备不能正常工作的破坏因素。产生干扰信号的原因称为信号源。干扰源通过传播途径影响的器件或系统称为干扰对象。干扰源、传播途径及干扰对象构成了干扰系统的三个要素。 9.1.1 干扰的来源 1．外部干扰 2．内部干扰 9.1.2 干扰传播途径 干扰传播途径主要有：静电耦合、磁场耦合、公共阻抗耦合。 1. 静电耦合 静电耦合是通过电容耦合窜入其他线路的。 2. 磁场耦合 在任何载流导体周围都会产生磁场，当电流变化时会引起交变磁场，该磁场必然在其周围的闭合回路中产生感应电势引起干扰，它是通过导体间互感耦合进来的。 3公共阻抗耦合 公共阻抗耦合干扰是由于电流流过回路间公共阻抗，使得一个回路的电流所产生的电压降影响到另一回路。 9.1.3 干扰的作用方式 按干扰作用方式的不同，可分为串模干扰、共模干扰和长线传输干扰。 1. 串模干扰 串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰噪声，它串联在信号源回路中，与被测信号相加输入系统. 图9.6 串模干扰示意图图9.7 共模干扰示意图
微机控制技术的发展概况及趋势 微机控制技术是以微型计算机作为机电一体化的控制器，结合微型计算机的工作原理和接口设计，相应的控制硬件和软件以及它们的配合，实现对控制对象的控制的一门技术。它的发展离不开自动控制理论和计算机技术的发展，随着科学技术的发展，人们越来越多地用计算机来实现控制系统。 本文从计算机控制系统的发展历史，我国工业控制机及系统的发展应用，计算机控制系统的发展趋势，这几个方面来阐述微机控制技术的发展概况及相关趋势。 计算机控制系统在60年代引入控制领域当时计算机是控制调节器的设定点, 具体的控制则由电子调节器来执行, 这种系统称为计算机监控系统。在60 年代末期出现了用一台计算机直接控制一个机组或一个车间的控制系统,简称集中控制系统。这种控制系统即常说的直接数字控制(DDC)系统。计算机DDC 控制的基本思想是使用一台计算机代替若干个调节控制回路功能。这个控制系统由于只有一台计算机而且没有分层，所以非常有利于集中控制盒运算的集中处理，并且能得到很好的反映，并且，各个控制规律都可以直接实现。但是，如果生产过程复杂，则该系统的可靠性就很难保证了。系统的危险性过于集中, 一旦计算机发生故障, 整个系统就会停顿。[7] 70 年代随着电子技术的飞速发展,随着大规模集成电路的出现和发展, 集散控制系统（DCS）出现，之后在此基础上，随着生产发展的需要而产生了一种更新一代的控制系统，即分布式控制系统。典型的集散控制系统具有两层网络结构下层负责完成各种现场级的控制任务,上层负责完成各种管理、决策和协调任务。 90年代以来，随着各个学科的发展和交叉融合，随着现代大型工业生产自动化的不断兴起, 利用计算机网络作为控制工具的综合性控制系统，计算机集成系统（CIPS）应运而生。它紧密依赖于最新发展的计算机技术、网络通信技术和控制技术，并且终将成为未来控制系统的发展趋势。 我国工业控制发展的道路是比较曲折的，20世纪80年代末到90年代初，我国市场上大都是首先引进了成套设备，在引进成套设备的同时相继引进了各种工控系统，来填充国内在这方面的不足，90年代后，在我国一批科学家的带领下，我国逐渐有了自己设计的控制系统和装置，建立自己的实验室，生产出属于自己版权的产品，然后在原有技术的基础上进行二次开发和应用，从1997年开始，大陆本土的IPC厂商开始进入该市场，IPC也随之发展成了中国第二代主流工控机技术。[1] 目前国内的工控机供应渠道主要来源于中国台湾及内地的厂商，国外的产品（例如RADISYS、ROCKWELL、INTEL等）经过几年的市场拼杀后，由于成本高、价格高、服务难，现已完全退出国内市场。目前，国内的IT业研发、加工技术力量不断提升；各类芯片和各类器件、生产设备在国际市场基本可平等选购；软件资源的可移植性可节省大量的人力、物力。在这些有利条件下，国内一些厂商抓住机会快速崛起，利用本土综合竞争优势逐步将国外品牌挤出国内工控市场。某些企业以每年超过100%的资产增长速度，鼎立于国内的工控市场，而且
PLC控制系统抗干扰技术设计策略 中文摘要 自动化系统所使用的各种类型PLC中，有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各电机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高PLC控制系统可靠性，一方面要求PLC生产厂家提高设备的抗干扰能力，另一方面要求应用部门在工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。 关键词PLC,industry automation,anti-interference,可编程控制器,自动化
Title:PLC control system anti-jamming technology design strategy Abstract Automation systems used in various types of PLC , some centrally installed in the control room , some installation on production sites and electrical equipment , most of them in a harsh electromagnetic environment formed by the strong electric circuits and power installations . Keywords PLC industry automation anti-interference Programmable controllers automation
一、填空：（每空１分，共３０分） １、计算机基本的五个组成部分是、、、和。 ２、工业控制计算机的各类有工业控制机、工业控制机和。 ３、计算机内，数的表示方法有数、数和数三种。 ４、单片机可以分为单片机和单片机两种机型。 ５、单片机在开发系统时，可以使用语言、语言和语言。 ６、ＭＣＳ－５１系列单片机中共有七种寻址方式，分别是寻址、寻址、寻址、寻址、寻址、寻址、寻址。 ７、在汇编语言中，分支语句是通过语句来实现的。 ８、循环语句是指按某种规律重复执行的程序语句。 ９、在执行完子程序，返回继续执行生程序前恢复其原有内容，这称为。 １０、一个完整的中断处理有中断、中断、中断和中断。 二、选择：（每题２分，共２０分） １、一个完整的计算机系统是由和软件两部分组成的。 Ａ主机Ｂ硬件Ｃ程序Ｄ外设 ２、计算机内部一律采用进制数存储数据。 Ａ十Ｂ八Ｃ二Ｄ十六 ３、伪指令是程序员发给汇编程序的指令，也称命令。 Ａ二进制Ｂ汇编Ｃ高级Ｄ人工命令 ４、顺序控制就是依次执行、无分支、无循环和调用。 Ａ从上到下Ｂ从下到上Ｃ从里到外Ｄ从外到里 ５、有条件跳转语句可以分为语句和多分支语句。 Ａ跳转语句Ｂ单分支语句Ｃ顺序语句Ｄ转移语句 ６、ＣＰＵ和外部通信有通信和串行通信。 Ａ并行Ｂ异步Ｃ同步Ｄ位传送 ７、总线按功能和规范分为总线、内总线和外总线。 Ａ数据Ｂ地址Ｃ片Ｄ控制 ８、地址总线的宽度为位。 Ａ８Ｂ４Ｃ３２Ｄ１６ ９、５１系列单片机内部４个双向的并行Ｉ/Ｏ端口，共根引脚。 Ａ３２Ｂ１６Ｃ８Ｄ６４ １０、两个字长的二进制位数是。 Ａ８Ｂ１６Ｃ３２Ｄ６４ 三、名词解释：（每题４分，共２０分） １、微处理器： ２、工业控制计算机（ＩＰＣ）：
技术装备 52 MODERN URBAN TRANSIT 6/2009现代城市轨道交通 0引言 列车控制系统在地铁信号的发展过程中，经历了从单向轨道电路到双向无线通信的变革。目前广泛应用于地铁列车控制系统的是基于无线通信的列车控制系统（ＣＢＴＣ）（图１）。而无论基于无线局域网还是专用无线网的通信，都存在同频或邻频干扰的问题。为此，如何引入技术手段，提高ＣＢＴＣ系统的抗干扰能力，保证其可靠、稳定运行十分重要。 1无线局域网 １．１结构 无线局域网（ＷＬＡＮ）是计算机 网络与无线通信技术相结合的产物，它以无线多址信道作为传输媒介，利用电磁波完成数据交互，实现传统有线局域网的功能。ＷＬＡＮ的核心结构如图２所示。 从图２可以看到，ＷＬＡＮ的工作层有介质访问控制层（ＭＡＣ）和物 理层（ＰＨＹ），其中物理层分为ＰＬＣＰ（物理层收敛过程）子层和ＰＭＤ（物理机制相关）子层。ＰＬＣＰ子层通过将ＭＡＣ层信息映射到ＰＭＤ子层，使ＭＡＣ层对物理层的依赖减到最低，而ＰＭＤ子 层则提供了控制无线介质 的方法和手段。ＷＬＡＮ的物理层采用扩频工作方式，包括ＦＨＳＳ（跳频扩频）、ＤＳＳＳ（直接序列扩频）、ＨＲ／ＤＳＳＳ（高速直接序列扩频）和ＯＦＤＭ（正交分复用），无线工作频段为ＩＳＭ：２．４～２．４８７５ＧＨｚ以及Ｕ－ＮＩＩ：５．７２５～５．８５０ ＧＨｚ（取决于采用的标准）。在ＩＥＥＥ８０２．１１结构内还包含两个管理实体（ＭＡＣ层管理实体ＭＬＭＥ和ＰＨＹ 物理层管理实体ＰＬＭＥ）和管理信息库（ＭＩＢ），从而控制ＭＡＣ层和ＰＨＹ层的工作状态。 １．２ＭＡＣ层干扰问题 无线局域网的ＭＡＣ层的载波监听多路访问／冲突检测方法（ＣＳＭＡ／ＣＤ）协议问题，从理论上讲，ＭＡＣ层的ＣＳＭＡ／ＣＤ协议完全能够满足局域网级的多用户信道竞争问题，但是，对应无线环境而 邱鹏：南京恩瑞特实业有限公司轨道交通事业部，助理工程师，南京 ２１１１０６ 关于ＣＢＴＣ系统无线通信 抗干扰技术的研究 邱鹏 李亮 摘 要：研究基于无线传输的ＣＢＴＣ系统车－地通信抗干扰技术，通过 分析无线局域网中的同频干扰，结合重复累积码、感知无线电、一致性测试３项技术，提出１套在ＣＢＴＣ系统设计和系统运营两个阶段抑制同频干扰的完整解决方案。 关键词：车地通信；同频干扰；重复累积码；感知无线电；一致性测试 注：ＬＬＣ即逻辑链路控制；ＷＥＰ即有线等效保密 图2WLAN 的核心结构 图1CBTC 系统框图 车载部分 车载ＡＴＣ定位 数据通信部分 无线传输系统 轨旁网络装置 ＡＴＳ 轨旁ＡＴＣ系统 ＬＬＣ ＷＥＰＭＡＣ ＰＨＹ ＤＳＳＳ ＦＨ ＩＲ ＯＦＤＭＭＡＣＭｇｍｔ ＭＩＢ ＬＬＣ ＭＡＣ 业务接口 ＭＡＣ管理业务接口ＭＡＣ子层 ＭＡＣ管理层 ＰＨＹ业务接口 ＰＨＹ管理业务接口ＰＨＹ管理层 ＰＬＣＰ子层ＰＭＤ 子层
工控计算机软件抗干扰技术 ０引言 工业现场各种动力设备在不断地启停运行。使得现场环境恶劣，电磁干扰严重。工业控制计算机在这样的环境里面临着巨大的考验。可以说我们研制的工业控制系统能否正常运行，并且产生出应有的经济效益，其抗干扰能力是一个关键的因素。因此，除了整个系统的结构和每个具体的工控机都需要仔细设计硬件抗干扰措施之外，还需要注重软件抗干扰措施的应用。我们在多年的工业控制研究中，深感工业现场意外因素太多并且危害很大。有时一个偶然的人为或非人为干扰，例如并不很强烈的雷击，就使得我们自认为无懈可击的硬件抗干扰措施无能为力，工控机死机了（即程序跑飞了）或者控制出错了（此时CPU内部寄存器内容被修改或者RAM和I/O口数据被修改）。这在某些重要的工业环节上将造成巨大的事故。使用软件抗干扰措施就可以在一定程度上避免和减轻这些意外事故的后果。软件抗干扰技术就是利用软件运行过程中对自己进行自监视，和工控网络中各机器间的互监视，来监督和判断工控机是否出错或失效的一个方法。这是工控系统抗干扰的最后一道屏障。 1工控软件的结构特点及干扰途径 在不同的工业控制系统中，工控软件虽然完成的功能不同，但就其结构来说，一般具有如下特点： * 实时性：工业控制系统中有些事件的发生具有随机性，要求工控软件能够及时地处理随机事件。 * 周期性：工控软件在完成系统的初始化工作后，随之进入主程序循环。在执行主程序过程中，如有中断申请，则在执行完相应的中断服务程序后，继续主程序循环。 * 相关性：工控软件由多个任务模块组成，各模块配合工作，相互关联，相互依存。 * 人为性：工控软件允许操作人员干预系统的运行，调整系统的工作参数。在理想情况下，工控软件可以正常执行。但在工业现场环境的干扰下，工控软件的周期性、相关性及实时性受到破坏，程序无法正常执行，导致工业控制系统的失控，其表现是： * 程序计数器PC值发生变化，破坏了程序的正常运行。PC值被干扰后的数据是随机的，因此引起程序执行混乱，在PC值的错误引导下，程序执行一系列毫无意义的指令，最后常常进入一个毫无意义的“死循环”中，使系统失去控制。 * 输入/输出接口状态受到干扰，破坏了工控软件的相关性和周期性，造成系统资源被某个任务模块独占，使系统发生“死锁”。
无线通信抗干扰技术性能 随着人们生活水平的提高，无线通信技术在人们生活中起到了越来越重要的作用。无线通信技术的发展，使人们能够打破时间、空间的限制，随时随地进行信息交流，使得工作效率大大提高，为人类社会的发展做出了巨大的贡献。然而在无线通信技术的使用中，经常会受到通信环境等因素的干扰，因此，无线通信抗干扰技术就显得十分的重要。 1无线通信抗干扰技术发展现状 无线通信受到的干扰主要包括码间、共道和多址三种常见的类型。无线通信会受到干扰是有其本身的特性所导致的，在无线信号的使用中会受到调制、频率以及带宽等多方面的影响，其中一部分是自然存在的，一部分是由于人为原因导致的。这些因素共同对无线信号的传输造成一定的影响，继而对无线通信形成干扰。因此，我们就需要对无线通信技术抗干扰技术进行深入的研究目前在无线通信抗干扰技术中，主要应用的技术包括以下几类：（1）频域处理抗干扰技术。该类技术又可以分为直接序列扩频抗干扰技术和跳频抗干扰技术。（2）空间处理抗干扰技术。主要包括自适应天线技术和分集技术。（3）时域处理抗干扰技术。主要包括跳时技术和通信猝发技术。此外，目前多维联合抗干扰、认知抗干扰等新技术也得到了较好的发展。 2无线通信抗干扰技术性能分析 2.1频域处理抗干扰技术 2.1.1直接序列扩频抗干扰技术 直接序列扩频抗干扰技术目前在各个领域都得到了较为广泛的应用，其主要是通过调整信号频率并解码、保存信号，将单位频带的功率降低来隐藏通信信号，从而使信号受到的外界干扰减少。该技术抗多径干扰、抗截获的能力较强，但是其处理增益会受到码片速率和信源的比特率限制，因此在实际的应用中可能会遇到频道数少、带宽大等问题。 2.1.2跳频抗干扰技术
（大部分答案都来自百度文库，不确定是否正确，自己最后验证一下，简答题有些题的答案可以简化的，自己适当省略就好） 1. 简述采样定理的基本容。 答：采样定理: 如果连续信号)(t f 具有有限频谱，其最高频率为max ω, 则对)(t f 进行周期采样且采样角频率s max 2ωω≥时，连续信号)(t f 可以由采样信号)(*t f 唯一确定，亦即可以从)(*t f 无 失真地恢复)(t f 。（百度文库答案） 2. 线性离散控制系统稳定的充要条件是什么？ 答：线性离散控制系统稳定的充要条件是： 闭环系统特征方程的所有根的模｜z i ｜<1，即闭环脉 冲传递函数的极点均位于z 平面的单位圆。（百度文库答案） 3. 脉冲响应不变法的基本思想是什么？ 答：脉冲响应不变法的基本思想是：离散近似后的数字控制器的脉冲响应g D (kT )是模拟控制器的 脉冲响应采样值g (kT )的T 倍。（百度文库答案） 4. 写出增量型PID 的差分控制算式。（书本P38-39页） 答：增量型PID 控制算式可以写为 D 1P 112I [(2)]i i i i i i i i T T u u K e e e e e e T T ----=+-++-+（百度文库答案） 5. 如何消除比例和微分饱和现象？ 答：“积分补偿法”。其中心思想是将那些因饱和而未能执行的增量信息积累起来，一旦有可能再 补充执行。这样，动态过程也得到了加速。即，一旦u ?超限，则多余的未执行的控制增量将存 储在累加器中；当控制量脱离了饱和区，则累加器中的量将全部或部分地加到计算出的控制增量 上，以补充由于限制而未能执行的控制。（百度文库答案） 6. 什么是采样或采样过程？何为线性离散系统的脉冲传递函数的定义？ 答：采样或采样过程，就是抽取连续信号在离散时间瞬时值的序列过程，有时也称为离散化过程。 答：线性离散系统的脉冲传递函数定义为零初始条件下，系统或环节的输出采样函数z 变换和输 入采样函数z 变换之比。（百度文库答案）（书本P19页 ） 7. 何为最少拍设计？（书本P54页） 答：最少拍设计，是指系统在典型输入信号(如阶跃信号，速度信号，加速度信号等)作用下，经
重庆航天职业技术学院 温度采集报警报告 报告题目：数字温度计 系部：电子工程系专业：计算机控制技术 姓名： 学号： 指导老师：汤平
温度采集报警任务书 题目：数字温度计 任务与要求： 1、查阅数字温度计设计相关资料，熟悉数字温度计设计的原 理，查阅A/D转换及传感器相关知识，画出数字温度计原理图，并编写相应 的源程序。 2、使用8052单片机作为处理器，设计数字温度计设计，设定温 度最高值和最低值。数码管进行循环显示，显示实际温度值。 3、实现单路的电压采集和显示，显示3位温度值，最后1位显示“C” 4、并用喇叭报警。 发挥部分：将仿真电路图和程序修改为中断方式实现温度采集和显示。
前言 温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一，随着传感器在生活中的更加广泛的应用，利用新型数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发，本文设计了一种基于80C52的温度检测及报警系统。该系统可以方便的实现温度采集和显示，并可根据需要任意设定上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。该系统设计和布线简单，结构紧凑，抗干扰能力强，在大型仓库、工厂、智能化建筑等领域的温度检测中有广泛的应用前景。
目录 1、原理 (1) 2、元器件介绍 (2) 3、元器件清单 (7) 4、参考电路图 (8) 5 电路图详解 (10) 6、元器件的排版与焊接 (11) 7、参考程序编写与导入 (12) 8、成品的调试 (15) 9、总结 (16) 10、参考文献 (17)
工控系统的通信抗干扰技术 0 引言 一个工控系统常常由几台、几十台甚至更多的工业控制机组成各种形式的分布式测控系统。直接控制级（DDC）可以独立完成本地的数据采集和控制任务，主站负责系统的管理。所有的机器连接成网络互通信息，就可以完成以整体目标为宗旨的相互协调配合，达到更高的控制水平和管理层次。系统的通信因此就成为所有的机器协调一致的关键环节。对于工控系统的设计者来说，面对工业现场严重的干扰，提高通信网络的抗干扰能力无疑是非常重要的事。 1 给RS232C通信接口加装光隔电流环的抗干扰措施 RS232C是微机之间最常用的点对点串行通信接口，但RS232C的抗干扰能力很差。这是由于RS232C采用单端信号传输，而它的连接电缆把它所连接的两台机器的地又连接在了一起，因此，当两个地线之间的地电位不一致时，就有共模干扰电压产生。于是就造成了严重的干扰，甚至烧毁接口器件。如果给RS232C加装一个光隔电流环，就可以隔断两个地之间的联系，从而极大地提高其抗干扰能力。图1是RS232C加光隔电流环的电路原理图。图中，U1是工控机1的RS232C发送接口芯片1488，U2是工控机2的RS232C接收接口芯片1489。它们之间的通信信道已经由T1、T2组成的光隔电流环驱动。当工控机1发送“0”时，U1输出约+11 V，它使光隔管T1的发光二极管发光，使得T1的光电三极管导通，其发射极输出电流i。电流i通过通信线路，驱动光隔管T2的发光二极管发光，使得T2的光电三极管导通，其发射极输出电压约+11 V，接收芯片U2转换该电压成为TTL电平“0”。当工控机1发送“1”时，T1、T2截止，通信线路没有电流，T2的发射极输出-12 V，U2转换它成为TTL电平“1”。图中的C1、D2，C2、D3起加速作用。本电路经实际使用，可以构成几公里的通信。需要注意的是，光隔电流环的电源一定要选用与工控机电源隔离的电源。接地点D1、D2、D3各自独立于各自的体系，不能混接！由于工控机和外电路完全隔离，因此显著地提高了工控机的抗干扰水平。 图1 RS232C光隔电流环电路原理图 对RS232C进行光隔电流环改造，隔断了工控机与外界的电的联系，显著地提高了工控机的抗干扰能力。而且这种改造只是在插口上进行，不涉及到工控
第六章计算机控制系统的抗干扰技术 6.1 工业现场的干扰及对系统的影响 在对生产过程的计算机控制过程当中，常常会因为各种各样的干扰导致控制不准确或失常。很多从事计算机控制的人员都会有这样的经历，当他把经过千辛万苦安装和调试好的样机投入工业现场进行运行时，却不能够正常工作。为什么在实验室调试时就很好，到了现场就不行呢，原因就是在生产现场的工业环境中有强大的干扰，微机系统如果没有采取抗干扰措施，或者措施不力。（当然，还有其它原因，比如设计本身的不完善导致出错，或者在运输安装过程中对设备有所损坏，接线不正确等，但这类原因可以比较容易发现并迅速改正。）因此，抗干扰技术对于计算机控制系统来讲是非常重要的。 所谓干扰，就是有用信号以外的噪声或造成计算机设备不能正常工作的破坏因素。在生产过程中，人们不断的积累各种抗干扰技术，可以分为硬件措施和软件措施。一个成功的抗干扰系统是硬件和软件相结合构成的。硬件抗干扰效率高，但要增加系统的投资和设备；软件抗干扰投资低，以CPU的开销为代价的，影响到系统的工作效率和实时性。 6.1.1 干扰的来源 微机控制系统所受到的干扰源分为外部干扰和内部干扰。 1 外部干扰 外部干扰指那些与系统结构无关，而是由外界环境因素决定的，主要是空间电与磁的影响，环境温度，湿度等气象条件也是外来干扰。外部干扰的主要来源有：电源电网的波动、大型用电设备(如天车、电炉、大电机、电焊机等)的启停、高压设备和电磁开关的电磁辐射、传输电缆的共模干扰等。 2 内部干扰 内部干扰则是由系统结构，制造工艺等决定的。内部干扰主要有：系统的软件干扰、分布电容或分布电感产生的干扰、多点接地造成的电位差给系统带来的影响等。长线传输的波反射，多点接地的电位差，元器件产生的噪声也属于内部干扰。 6.1.2 干扰的作用途径 1 传导耦合 干扰由导线进入电路中称为传导耦合。电源线、输入输出信号线都是干扰经常窜入的途径。 6.1.3 干扰的作用形式 各种干扰信号通过不同的耦合方式进入系统后，按照对系统的作用形式又可分为共模干扰和串模干扰。 1 共模干扰(共态干扰)
1. 什么是计算机控制系统？它由哪几部分组成？ 计算机控制系统就是利用计算机来实现生产过程自动控制的系统。它是工业控制机构生产过程的大部分组成，工业控制机是指生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件部分，生产过程包括被控对象，测量变送，执行机构，电气开关等。 2. 计算机控制系统的典型形式有哪些？各有什么优缺点？ 计算机控制系统的典型形式:(1)操作指导控制系统。优点：结构简单，控制灵活和安全，缺点是由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。（2）直接数字控制系统（DDC），实时性好，可靠性高和适应性强。（3）监督控制系统（SSC），是生产过程始终处于最优工况。（4）分型控制系统（DCS），分散控制，集中操作，分级管理。（5）现场总线控制系统（FCS），降低成本，提高可靠性，可实现真正的开放式互连系统结构 3. 实时，在线方式和离线方式的含义是什么？ 实时是指信号的输入，计算和输出都要在一定的时间范围内完成，即计算机对输入信息以足够快的速度进行控制，超出这个时间就失去控制时机，控制也就失去意义。在线方式：在计算机控制系统中，生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式。离线方式：生产过程不和计算机相连且不受计算机控制，而是靠人进行联系并作相应操作的方式。 4. 工业控制机有哪几部分组成？ 工业控制机包括硬件和软件两部分。硬件包括：主机（CPU、RAM、ROM）板，人--机接口，外部总线和内部总线，系统支持板，磁盘系统通信接口，输入、输出通道。软件包括系统软件、支持软件和应用软件。 5. 什么是总线，内部总线和外部总线？ 总线是一组信号线的集合，它定义了各引线的信号、电机、机械特性，使计算机内部各组成部分之间以及不同的计算机之间建立信号联系，进行信息传送和通信。内部总线：就是计算机内部功能模板之间进行通信的总线，它是构成完整的计算机系统的内部信息枢纽，但按功能仍要分为数据总线DB，地址总线AB，控制总线CB，电源总线PB。外部总线是计算机与计算机之间或计算机与其他智能设备之间进行通信的连接。 6. 什么是接口，接口技术和过程通道？ 接口是计算机与外部设备交换信息的桥梁，它包括输入接口和输出接口，接口技术是研究计算机与外部设备之间如何交换信息的技术，过程通道是在计算机和生产过程之间设置的信息传送和转换的连接通道，它包括AI、AO、DI、DO。 7. 采用74LS244和74LS273与PC总线工业控制机接口，设计8路数字量（开关量）输入接口和8路数字量（开关量）输出接口，请画出接口电路原理图，并分别编写数字量输入和数字量输出程序。 8. 用8位A/D转换器ADC0809通过8255A与PC总线工业控制机接口，实现8路模拟量采集。请画出接口原理图，并设计出8路模拟量的数据采集程序 9. 有源I/V变换：设输入为4~20mA的电流，对应输出为1~5V，输入电阻Ri=250Ω，试确定I/V变换电路及电路参数,画出电路原理图。 10. 什么是采样过程、量化、孔径时间？ 采样时指按一定的时间间隔T，把时间上连续和幅值上也连续的模拟信号转变成在时间刻0、T、2T···KT的一连串脉冲输出信号的过程，所谓量化就是采用一组数码（二进制码）来逼近离散模拟信号的幅值，将其转换为数字信号，将采样信号转换为数字信号的过程称为量化过程，孔径时间，在模拟量输入通道中，A/D转换器将模拟信号转换为数字量总需要一定的时间，完成一次A/D转换所需的时间。 11.采样保持器的作用是什么？是否所有的模拟量输入通道中都需要采样保持器？为什么？ 12. 什么是串模干扰和共模干扰？如何抑制？
一、 填空题： 1、8位D/A 转换器的分辩率是 满刻度值/255 。 2、数字调节器与模拟调节器相比更能实现 复杂 控制规律。 3、计算机具有 分时 控制能力，可实现多回路控制。 4、为了实现最少拍有波纹控制，闭环脉冲传递函数)(Z Φ中应包含)(Z G 的 所有单位圆上 或圆外 零点，为了实现最少拍无波纹控制， 闭环脉冲传递函输)(Z Φ中应包含)(Z G 的 所有 零点。 5、按最少拍原则设计的系统是 时间 最优系统。 6、最少拍无波纹与最少拍有波纹系统相比其闭环脉冲传递函数)(Z Φ中1-Z 的阶次要 高 一些，调整时间 长 一些。 7、大林把这种控制量以 1/2 的采样频率振荡的现象称为“ 振铃 ”。 8、分析结果表明：)(Z U 与)(Z R 间的脉冲传递函数表达式中，包含有Z 平面单位圆内 接 近-1 的负实数极点，则会产生 振铃现象 。 9、如果按大林提出的简单修正算法来防止振铃现象，则对系统的稳态输出 无 影响，但 对系统的动态性能 有 影响。 11、计算机输出控制量的保持一般有两种方案，一种是 一个输出通道设置一个D/A 转换 器的结构形式（数字量保持方案） ，一种是 多个输出通道公用一个D/A 转换器的 结构形式（模拟量保持方案），前者与后者相比D/A 转换器 使用数量多 。 12、常用的A/D 转换器有 计数器式 ， 双积分式 ， 逐次逼近式 。 13、为了消除稳态误差，)(Z e Φ的表达式中须含有因式 （1-Z -1）q 。 二、简述与计算题： 1、计算机控制系统的输入和输出都有保持器，它们的作用有什么不同？ 答：输入时信号变化频率较高而D/A 转化速率又不高以至于孔径误差影响转换精度时或者要 求同时（还是有先后的不过要求间隔尽量小事而已）同样多个过程参量的情况下，加保持器 是为了保证模拟信号采样的精确度。输出时加保持器是为了是执行部件在两个输出信号的间 隔时间内任然能得到输出信号，通过保持器将前一采样控制时刻的输出信号保持下来，直到
通信干扰与抗干扰技术综述 班级： 0108** 学号： 0108**** 姓名： ******
目录 一、通信干扰 (2) 1.1 通信干扰的特点 (2) 1.2 通信干扰的分类 (3) 1.3 信干扰的一般过程和影响因素 (5) 二、通信抗干扰 (6) 2.1概述 (6) 2.2通信抗干扰原理 (7) 2.3抗干扰技术 (8) 三、直接序列扩频 (8) 3.1 DS扩频技术基本原理 (8) 3.2 DS抗干扰性能分析 (10) 四、小结 (12)
一、通信干扰概述 1.1 通信干扰的特点 对无线电通信过程的干扰是在无线电通信技术诞生之前就已经客观存在了，如天线干扰和工业干扰等，但是人为有意的无线电干扰却是在无线电通信技术成功应用于战争研究之后才发展起来的。其特点可归纳如下。 1.对抗性 通信干扰是为了破坏或扰乱敌方的无线电通信。其信号发射目的不在于传送某种信息，而在于用干扰中携带的信息去压制和破坏敌方的通信。 2.进攻性 无线电通信是有源的、积极地、主动地，他千方百计的“杀入”到敌方通信系统内部，所以干扰是有进攻性的。 3.先进性 通信干扰每时每刻都以敌方为对象，因此它必须跟踪敌方通信技术的最新发展，并且设法超过敌方，只有这样才能开发出克敌制胜的通信干扰设备。 4.灵活性和预见性 作为对抗性武器，通信干扰系统逆序具备敌变我变的能力，现代战场瞬息万变，为了立于不败之地，通信干扰系统的开发和研究必须注重功能的灵活性和发展的预见性。 5.技战综合性 通信干扰系统有如其他武器一样，其作用不仅取决于技术性能的优良，在很大程度上还取决于其战术使用方法。 6.综合对抗性 无线电通信系统随着现代化战争的发展，已从过去单独的、分散的、局部的发展成为联合的、一体的、全局的通信指挥系统。 7.工作频带宽 无线电通信干扰设备随着现代军事无线电技术的发展，需要覆盖的频率范围