第八章§ 8-1 控制系統可靠性的基本概念
控制系統可靠性：在規定的工作條件下和規定的時間內，這個系統正確完成規定功能的能力。
一、可靠性的基本概念
產品的可靠性包括：
固有可靠性
工作可靠性
可靠度失效率
平均壽命
二、系統故障的**
造成計算機控制系統故障的因素：
內部因素和環境因素。
三、提高系統可靠性的措施
提高硬體可靠性的措施：
1、改進元、部件的可靠性
老化篩選
選用優質器件
按照器件手冊所提供的引數、指標設計、使用積體電路晶元。
適當地降級使用元件。
2、低使用應力水準
3、簡化系統結構
4．採用冗餘設計
冗餘設計的形式：
熱備份冷備份
5．提高維護技術
提高軟體可靠性的措施：
1、分析掌握軟體設計要求
2、選擇合適的程式語言及其開發軟體
3、採用正確的程式設計方法
採用模組化結構
盡量避免程式結構語句、語法上的錯誤。
程式應有詳盡的注釋
除錯程式應有完整的記錄，便於發現潛在問題。
程式應具有良好的抗干擾能力。
4、仔細檢查，測試，試執行。
5、正確選用軟體的儲存介質
§ 8-2電磁干擾的遮蔽與濾除
系統設計應遵循的三個原則：
抑制干擾源，直接消除干擾產生的原因；
切斷或衰減電磁干擾的傳遞途徑，以消除干擾源和受擾系統之間的耦合；
加強受擾系統抵抗電磁干擾的能力，降低系統對干擾訊號的敏感度。
一、干擾源及其和電路間的耦合
經常遇到的干擾源有：
工業電器裝置產生的電火花
各種半導體變流電路
大功率電力負荷在電流發生變化時，引起的周圍磁場的變化。
電源自身產生的干擾。
電路之間通過分布電容的耦合產生的干擾。
裝置的機械振動產生的干擾。
不同金屬接觸或聯結，因熱電效應產生的電壓干擾。
接頭間接觸不良。
電阻器的熱雜訊。
常見的電路耦合形式：
1、阻容耦合
2、磁耦合——電感耦合
3、靜電耦合——電容耦合
二、系統抗電磁干擾的措施
(一) 電源電路的抗干擾措施
採用交流穩壓器
採用電源濾波器
電源變壓器一次側、二次側間應採用靜電遮蔽措施採用高效能的穩壓電源
執行元件供電變壓器和計算機供電變壓器分開
供電系統的配線採取防干擾措施
電源部分應盡可能安放在距電源引進口很近的地方。
電源引進線盡量選用粗導線。
電源後面的一段佈線的距離盡可能短且應採用扭絞線。
交流線、直流穩壓電源線、邏輯訊號線和模擬訊號線、繼電器等感性負載的驅動線、非穩壓的直流線均應分開佈線。
(二) 良好的接地措施
1、放大器與訊號源的接地
接地措施：採取單端接地方式。
當單端接地點在訊號源端時，放大器電源不接地；當單端接地在放大器端時，訊號源端不接地。
2、電路及電路板的接地
接地措施：訊號線的接地方式採用一點接地 。
串聯接地：
並聯接地：
3、系統的接地
接地措施：整個計算機系統採用一點接地法 。
(三) 訊號線的遮蔽
1、對靜態耦合的遮蔽
降低靜電耦合的措施：
加大電路和干擾源的距離，訊號線選用遮蔽線或雙絞線。
2、對磁耦合的遮蔽
減小磁耦合影響常用的方法：
訊號線使用雙絞線
對訊號線加以遮蔽
有遮蔽層的導線
金屬導線管
裝置遮蔽
部件遮蔽
(四) 印刷電路板的抗干擾措施
1．引線阻抗：
應盡量加粗並縮短引線。
2．地線設計
在設計多層電路板時，可把一層或幾層平面整個作為地線。
在單面或雙面電路板中，可以把地線設計成網格狀。
3．濾波：
電源進入電路板時，加濾波電容，可以消除各板之間的相互干擾。
4．抑制引線間的相互干擾
避免線與線之間長距離平行走線；
加大線間距離；
對一些敏感的訊號線，可在其兩側設定地線以遮蔽干擾。
§ 8-3控制系統的故障診斷
控制系統故障診斷研究包括如下五個方面：
故障建模
故障檢測
故障分離
故障評定
故障補償
計算機控制系統**故障檢測方法：
1、程式監視器：—— 看門狗 (watch dog)看門狗的工作原理：
看門狗的實現：
2．奇偶校驗
3．d／a、a／d轉換器故障檢測
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