计算机控制系统的抗干扰及可靠性设计

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。

简述计算机控制系统的基本要求计算机控制系统是指由计算机控制和管理的一种自动化控制系统，它通过对物理过程的感知和控制，实现工业生产和自动化操作。

在现代工业中，计算机控制系统已经成为了不可或缺的一部分，起到了提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量和可靠性等重要作用。

要使计算机控制系统能够正常运行和满足实际需求，就需要具备一定的基本要求。

接下来将从以下四个方面进行简述。

一、稳定性要求计算机控制系统的稳定性是指系统的输出在输入和各种干扰作用下保持一定的稳定性和可靠性。

稳定性要求可以通过以下几个方面进行保证：1.输入稳定性：输入信号应当稳定且无干扰，以确保计算机系统可以准确捕获和处理输入信号。

2.输出稳定性：控制系统的输出应当具有可靠性和稳定性，以确保系统的控制效果达到预期。

3.系统响应稳定性：系统的响应速度应当稳定，不能出现过度反应或迟滞现象，以确保系统可以快速、准确地进行响应和控制。

4.抗干扰能力：系统应当具备一定的抗干扰能力，可以抵御来自外界的各种干扰信号，并保持系统的稳定性和正常运行。

二、速度要求计算机控制系统的速度要求主要包括实时性和响应速度等方面。

实时性是指系统对输入信号的响应速度应当满足实际应用需求，特别是在需要快速控制和响应的场景下。

计算机控制系统的实时性要求可以通过以下几个方面进行保证：1.硬件性能：计算机系统的硬件配置应当满足实时需求，包括处理器的主频、存储器容量和带宽等。

2.软件算法优化：系统的软件算法应当经过优化，提高系统的运行效率和速度，保证实时性能的达到。

3.通信速度：计算机控制系统中的通信速度也是影响实时性能的一个关键因素，合理选择和配置通信设备可以提高通信速度。

三、可靠性要求计算机控制系统的可靠性是指系统能够稳定、准确地工作，不出现故障和错误。

保证计算机控制系统的可靠性可以从以下几个方面进行考虑：1.硬件可靠性：选用高质量的硬件设备，减少硬件故障的概率，提高系统的可靠性。

计算机控制系统设计的基本内容计算机控制系统设计的基本内容是指在控制工程领域中，针对特定的系统设计出相应的控制系统，以实现对系统的监控和控制。

在这个过程中，设计人员需要考虑多方面的因素，包括系统的稳定性、性能、鲁棒性等。

控制系统设计的基本内容之一是系统建模。

在设计控制系统之前，首先需要对被控对象进行建模，即将实际系统抽象成数学模型，以便进行分析和设计。

建模的过程可以采用不同的方法，如传递函数法、状态空间法等。

通过建模可以更好地理解系统的特性，为后续的控制器设计奠定基础。

控制器设计是控制系统设计的核心内容之一。

根据系统的特性和要求，设计合适的控制器来实现对系统的控制。

常见的控制器包括比例积分微分（PID）控制器、模糊控制器、神经网络控制器等。

不同类型的控制器适用于不同的系统，设计人员需要根据实际情况选择合适的控制器。

信号采集和处理也是控制系统设计的重要内容之一。

通过传感器采集系统的状态信息，然后经过信号处理模块对信号进行处理，提取有效信息并传递给控制器。

信号采集和处理的准确性和及时性对系统的控制效果起着至关重要的作用。

控制系统设计还需要考虑系统的稳定性和性能。

稳定性是指系统在受到干扰或参数变化时能够保持稳定的能力，设计人员需要通过合理的控制策略来保证系统的稳定性。

性能则是指系统在实际操作中能够达到的指标，如响应速度、抗干扰能力等。

设计人员需要根据实际需求来平衡系统的稳定性和性能。

控制系统设计还需要考虑系统的实时性和可靠性。

实时性是指系统对输入信号能够做出及时响应的能力，设计人员需要考虑信号处理和控制算法的复杂度，以确保系统能够在规定的时间内完成控制任务。

可靠性则是指系统在长时间运行中能够保持正常工作的能力，设计人员需要考虑系统的容错性和自诊断能力，以提高系统的可靠性。

计算机控制系统设计的基本内容包括系统建模、控制器设计、信号采集和处理、稳定性和性能、实时性和可靠性等方面。

设计人员需要综合考虑这些因素，以实现对系统的有效监控和控制，从而达到预期的控制效果。

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。

计算机控制系统的可靠性技术分析在现代社会中，计算机控制系统已经成为各种生产设备、交通工具、通信设备等的核心部分。

而计算机控制系统的可靠性对于设备的正常运行至关重要。

本文将从计算机控制系统的可靠性技术进行分析，探讨其在实际应用中所面临的挑战以及解决方案。

一、可靠性概念可靠性是指系统在规定的条件和规定的时间内，完成规定的功能的能力。

对于计算机控制系统而言，可靠性即是其在运行过程中不因硬件故障、软件错误或外部干扰等原因而导致系统无法正常运行的能力。

二、面临的挑战1. 硬件故障计算机控制系统是由大量的硬件组件构成的，而硬件故障是不可避免的。

电路板、处理器、存储设备等硬件组件在长时间运行过程中可能出现损坏或失效。

这些硬件故障可能导致系统崩溃，从而影响设备的正常运行。

2. 软件错误软件是计算机控制系统的灵魂，而软件错误可能会导致系统的异常运行甚至崩溃。

软件错误的来源包括设计缺陷、编程错误、环境变化等。

保证软件的可靠性对于系统的正常运行至关重要。

3. 外部干扰计算机控制系统往往运行在各种复杂的环境中，可能会受到电磁干扰、射频干扰、振动、温度变化等因素的影响。

这些外部干扰可能导致系统数据丢失、通信中断等问题，影响系统的可靠性。

三、解决方案1. 硬件可靠性设计在计算机控制系统的硬件设计中，可以采用多种技术来提高硬件的可靠性。

采用冗余设计技术，包括硬件冗余和通道冗余，在系统发生故障时可以实现自动切换，保证系统的连续性；另外还可以采用高可靠性的硬件组件，如采用具有自动故障检测和纠正功能的存储设备，可以在发生故障时自动修复错误数据。

2. 软件可靠性设计在软件的设计与开发过程中，可以采用多种技术来提高软件的可靠性。

采用模块化设计，将软件划分为多个相对独立的模块，每个模块负责完成特定的功能，从而降低系统代码的复杂度和错误率；可以采用软件测试技术，包括静态测试和动态测试，以及软件验证技术，保证软件的正确性和可靠性。

3. 外部干扰抵御对于计算机控制系统而言，外部干扰是不可避免的，因此需要采取相应的措施来抵御外部干扰。

关于提高计繇疆信息科拳算机控制系统抗干扰性、可靠性方法的研究张军伟1李毅凯2(1．保定电力职业技术学院河北保定0710022．河北大学图书馆河北保定071002)[摘要]分析各类干扰对计算机控制系统安全可靠性的影响，提出增强计算机控制系统抗干扰性、可靠性的若干技术措施。

阐释提高实时性能在工控计算机系统中的意义和具体的实现方法。

[关键词]计算机控制抗十扰技术实时件能程序容错接地中图分类号：TP3文献标识码：^文章编号：1671—7597(2008)0910033—01一、引言近年来，计算机控制系统在工业自动化、生产过程控制、智能化仪表等领域的应用越来越深入和广泛。

计算机控制系统是自动控制理论和计算机技术相结合的产物。

其运行是计算机与外部世界动态交换、处理信息的过程。

外部的干扰、内部的故障都会导致系统的不稳定，使计算机硬件的工作遭到破坏，计算机的软件也受到冲击，甚至酿成灾难性的恶果。

因此，提高计算机控制系统的可靠性与抗干扰能力，不仅涉及其使用价值和经济效益，而且对生产设备和人身安全都具有重要的意义。

=、各类干扰_及其对计算机控制系统的影一干扰是指除有用信号以外的散杂信号。

这些散杂信号中的某些信号会引起有用信号的畸变从而产生数据错误，扰乱程序的正常运行，有些甚至损坏计算机控制系统。

干扰包括外部干扰和内部干扰，外部干扰是由与计算机控制系统本身不相干的外部环境和使用条件产生的；而内部干扰则是指由控制系统的结构布局、生产工艺等冈素引起的干扰。

三、计算机控制系统抗干扰技术要想抑制干扰的产生就要分析干扰形成的原因，从而帮助我们将干扰对系统造成的危害降到最低限度。

形成千扰的基本要素有三个，如图l所示。

(1)干扰源，指产生干扰的元件、设备或信号，如：雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都町能成为干扰源。

(2)传播路径，指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。

(3)敏感对象。

指容易被干扰的对象。

广———]厂————]厂—————1I干扰源卜．|传国逸径卜．I敏撇I．．．．．．．．．．．．．_J【．．．．．．．．．．．．．．．．．-J1．．．．．．．．．．．．．．．．_J图l干扰形成的基本过程由图1可以看出，干扰源、传播路径、敏感器件三个因素是形成干扰的必要条件。