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探究機(jī)電一體化系統(tǒng)抗干擾問題
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摘要：所謂的抗干擾技術(shù)就是指，在電子設(shè)備進(jìn)行研究的過(guò)程中，對(duì)外部和內(nèi)部的干擾信息進(jìn)行抵抗，從而確保設(shè)備系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在機(jī)電一體化系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，會(huì)發(fā)出一種電磁干擾型號(hào)，這對(duì)周圍的電氣設(shè)備有著一定的影響，因此為了保證其他電子設(shè)備的正常運(yùn)行，我們就對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的干擾問題進(jìn)行研究從而采取相應(yīng)的解決措施。本文通過(guò)對(duì)機(jī)電一體化干擾形成的要素進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹，總結(jié)了具體的抗供電干擾措施，對(duì)軟件抗干擾技術(shù)進(jìn)行闡述，以供相關(guān)人士參考。
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 干擾 抗干擾
目前，機(jī)電一體化系統(tǒng)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到各種機(jī)械設(shè)備當(dāng)中，對(duì)其進(jìn)行多功能智能化的管理，有效的提高了機(jī)械設(shè)備的工程效率。但是，人們逐漸的發(fā)現(xiàn)，機(jī)電一體化系統(tǒng)正常運(yùn)行的過(guò)程中，它會(huì)產(chǎn)生出一種電磁干擾信號(hào)，對(duì)周圍的電氣元件的正常工作有著一定的影響，從而導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中會(huì)出現(xiàn)一定的問題，如果機(jī)電一體化系統(tǒng)中的干擾問題沒有得到很好的解決，那么將會(huì)直接影響設(shè)備的部分功能，最終會(huì)導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備癱瘓。
一、 形成干擾的要素
在對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)抗干擾的進(jìn)行解決前，我們要對(duì)形成干擾的要素進(jìn)行充分的了解，只有這樣才能找到合適解決方法。我們大體將干擾要素分為這三個(gè)方面：干擾源、傳播途徑以及載體。這三個(gè)干擾要素雖然都有著很大的區(qū)別，而且都是獨(dú)立的個(gè)體，但是在這三個(gè)要素都有著十分緊密的關(guān)系，是干擾形成的主要因素缺一不可。
1、干擾源
所謂的干擾源就是指城市干擾信號(hào)的系統(tǒng)或者設(shè)備。它在干擾形成的過(guò)程中，有著十分重要的地位，是干擾產(chǎn)生的基礎(chǔ)。
2、傳播途徑
傳播途徑是干擾信號(hào)在傳播過(guò)程中所需要的路徑。而且不同的干擾信號(hào)有著不同的傳播方法。比如電磁信號(hào)主要是借助導(dǎo)體來(lái)進(jìn)行傳播的們我們就將這種傳播方法稱之為，導(dǎo)體傳播。而且傳播途徑也是干擾擴(kuò)散的主要因素。
3、載體
這個(gè)概念我們就很好理解，它主要是指設(shè)備的某個(gè)環(huán)節(jié)受到干擾信號(hào)的影響，從而出現(xiàn)的電氣參數(shù)。這種載體在傳播的過(guò)程中，不能產(chǎn)生或者減弱干擾型號(hào)，但是我們可以通過(guò)其他的方法將其載體中的干擾信號(hào)進(jìn)行弱化，從而有效的提高電氣設(shè)備中的抗干擾能力。載體在接受干擾信號(hào)的過(guò)程中，主要有兩種方法一種是傳導(dǎo)耦合，另一種是輻射耦合，這兩種干擾方法在不同的情況下，有著不同的應(yīng)用情況，因此我們?cè)谶x擇抗干擾措施的時(shí)候，我們要對(duì)其干擾信號(hào)的傳播情況進(jìn)行詳細(xì)的分析。
二、干擾源
(1)供電干擾
大功率設(shè)備會(huì)造成電網(wǎng)的嚴(yán)重污染，使得電網(wǎng)電壓大幅度地漲落、浪涌，大功率開關(guān)的通斷，電動(dòng)機(jī)的啟停等原因，電網(wǎng)上常常出現(xiàn)很高的尖峰脈沖干擾。據(jù)統(tǒng)計(jì)，電源的投入、瞬時(shí)短路、欠壓、過(guò)壓、電網(wǎng)竄入的噪聲引起CPU(中央處理器)誤動(dòng)作及數(shù)據(jù)丟失占各種干擾的90%以上。
(2)過(guò)程通道干擾
過(guò)程通道干擾主要來(lái)源于長(zhǎng)線傳輸。當(dāng)系統(tǒng)中有電氣設(shè)備漏電，接地系統(tǒng)不完善，或者傳感器測(cè)量部件絕緣不好等;及各通道的傳輸線如果處于同根電纜或捆扎在一起，尤其是將信號(hào)線與交流電源線處于同一根管道時(shí)，產(chǎn)生的共�；虿钅ｋ妷憾紩�(huì)影響系統(tǒng)，使系統(tǒng)無(wú)法工作。
(3)場(chǎng)干擾
系統(tǒng)周圍的空間總存在著磁場(chǎng)、電磁場(chǎng)、靜電場(chǎng)，如太陽(yáng)及天體輻射;廣播、電話、通訊發(fā)射臺(tái)的電磁波;周圍中頻設(shè)備發(fā)出的電磁輻射等。這些場(chǎng)干擾會(huì)通過(guò)電源或傳輸線影響各功能模塊的正常工作，使其中的電平發(fā)生變化或產(chǎn)生脈沖干擾信號(hào)。
三、抗供電干擾的措施
(1)配電系統(tǒng)的抗干擾
對(duì)有效對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行有效的控制，我們首先要做的就是在配電系統(tǒng)上采取相應(yīng)的城市，然后通過(guò)分立式供電方案，對(duì)其電路元件進(jìn)行合理有效的控制處理，從而減少干擾信號(hào)的產(chǎn)生，降低供電設(shè)備在供電工程中存在的危險(xiǎn)性。電磁干擾信號(hào)主要是由于公共電源的耦合而產(chǎn)生的，因才減少耦合現(xiàn)象的發(fā)生，可以有效的提高供電系統(tǒng)的可靠性。除此之外，在不同電流情況的中，我們采用的引入線就不同，比如在交流電中，我們采用的引入線就是粗導(dǎo)線，這樣可以有效的減少干擾信號(hào)的產(chǎn)生量，從而起到一個(gè)良好的抗干擾的作用。
(2)利用電源監(jiān)視電路
我們除了實(shí)施直接的抗干擾措施外，采用一定的電源保護(hù)措施也是很有必要的，例如在電源系統(tǒng)中設(shè)置監(jiān)視電路，可以很好的對(duì)電源起到一定的保護(hù)作用，當(dāng)電源電路出現(xiàn)問題以后，我們就要采取相應(yīng)的保護(hù)措施，來(lái)對(duì)其進(jìn)行抗干擾控制，以確保電源系統(tǒng)不會(huì)受到電磁信號(hào)的干擾。
四、過(guò)程通道抗干擾措施
(1)光電隔離
光電隔離是以光作為媒介在隔離的兩端進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)�，所用的就是光電耦合器。利用光電耦合器的電流傳輸特性，在長(zhǎng)線傳輸時(shí)可以將模塊間兩個(gè)光電耦合器件用連線“浮置”起來(lái)，這種方法不僅有效地消除了各電氣功能模塊間的電流流經(jīng)公共線時(shí)所產(chǎn)生的噪聲電壓互相竄擾，而且有效地解決了長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)和阻抗匹配問題。
(2)雙絞線傳輸
在長(zhǎng)線傳輸中，雙絞線是較常用的一種傳輸線，與同軸電纜相比，雖然頻帶較窄，但阻抗高，降低了共模干擾。由于雙絞線構(gòu)成的各個(gè)環(huán)路，改變了線間電磁感應(yīng)的方向，使其相互抵消，因而對(duì)電磁場(chǎng)的干擾有一定的抑制效果。
(3)阻抗匹配
長(zhǎng)線傳輸時(shí)，若收發(fā)兩端的阻抗不匹配，則會(huì)產(chǎn)生信號(hào)反射，使信號(hào)失真，其危害程度與傳輸?shù)念l率及傳輸線長(zhǎng)度有關(guān)。
(4)電流傳輸
長(zhǎng)線傳輸時(shí)，用電流傳輸代替電壓傳輸，可獲得較好的抗干擾能力。
(5)合理布線
強(qiáng)電饋線必須單獨(dú)走線，強(qiáng)信號(hào)線與弱信號(hào)線應(yīng)盡量避免平行走向。
五、場(chǎng)干擾的抑制
防止場(chǎng)干擾的主要方法是良好的屏蔽和正確的接地。須注意以下問題：
(1)消除靜電干擾最簡(jiǎn)單的方法是把感應(yīng)體接地，接地時(shí)要防止形成接地環(huán)路。
(2)為了防止電磁場(chǎng)干擾，可采用帶屏蔽層的信號(hào)線，并將屏蔽層單端接地。
(3)不要把導(dǎo)線的屏蔽層當(dāng)作信號(hào)線或公用線來(lái)使用。
(4)在布線方面，不要在電源電路和檢測(cè)、控制電路之間使用公用線，也不要在模擬電路和數(shù)字脈沖電路之間使用公用線，以免互相串?dāng)_。
六、軟件抗干擾技術(shù)
各種形式的干擾最終會(huì)反映在系統(tǒng)的微機(jī)模塊中，導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集誤差、控制狀態(tài)失靈、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)竄改以及程序運(yùn)行失常等后果，雖然在系統(tǒng)硬件上采取了上述多種抗干擾措施，但仍然不能保證微機(jī)系統(tǒng)正常工作。因?yàn)檐浖垢蓴_是屬于微機(jī)系統(tǒng)的自身防御行為，實(shí)施軟件抗干擾的必要條件是：
(1)在干擾的作用下，微機(jī)硬件部分以及與其相連的各功能模塊不會(huì)受到任何損毀，或易損壞的單元設(shè)置有監(jiān)測(cè)狀態(tài)可查詢。
(2)系統(tǒng)的程序及固化常數(shù)不會(huì)因干擾的侵入而變化。
(3)RAM區(qū)中的重要數(shù)據(jù)在干擾侵入后可重新建立，并且系統(tǒng)重新運(yùn)行時(shí)不會(huì)出現(xiàn)不允許的數(shù)據(jù)。
七、結(jié)束語(yǔ)
由此可見，機(jī)電一體化系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的干擾信號(hào)，對(duì)電氣設(shè)備都有著一定的影響，這嚴(yán)重影響了正常電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展到來(lái)了一定的阻礙，因此為了避免這樣影響的發(fā)生，我們?cè)谠O(shè)備運(yùn)行的過(guò)程中采取了一系列的保護(hù)措施，從而有效的提高了設(shè)備的工作效率，推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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