计算机控制系统――数据处理与抗干扰技术ppt课件.ppt

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1、数据处理与抗干扰技术§1数据处理技术§2抗干扰技术要点总结§1数据处理技术§1.1线性化处理§1.2标度变换§1.3越限报警处理§1.4数字滤波技术§1.1线性化处理计算机从工程输入通道得到的现场信号与该信号所代表的对应的物理量之间不一定是线性关系，经常存在着非线性关系。例如在温度测量中，常用的Pt100铂电阻，其适用范围为－200℃—850℃，根据IEC标准751-1983规定，Pt100铂电阻的阻值与温度的关系为-200－0℃0－850℃§1.1线性化处理再如在流量测量中，孔板测量气体或液体的流量，差压变送器输出的孔板差压信号ΔP，同实际流量F之间成平方根关系，即：式中K是流量系数，

2、也是非线性关系。§1.1线性化处理非线性补偿的三种方法：1.公式计算法（可以用解析式明确表示的非线性函数关系）2.查表法3.线性插值法§1.2标度变换标度变换：测量值（进入计算机的二进制）与工程值的转换（实际温度、压力、流量）。目的：为了进行显示、记录、打印以及报警，必须将数字量转换成不同量纲，以便操作人员进行监视和管理生产。一、线性参数标度变换§1.2标度变换§1.2标度变换（一）如被测量为非线性刻度时，其标度变换应具体分析，如：流量测量中，其流量与差压的公式为：二、非线性参数标度变换测量流量时的标度变换公式为：§1.2标度变换（二）线性化处理级数展开法：牛顿迭代法：§1.3越限报警处

3、理超限报警分为上限报警、下限报警及上下限报警。1、上限报警若Xn＞Xmax，则上限报警，否则继续执行原定操作。2、下限报警若Xn＜Xmin，则下限报警，否则继续执行原定操作。3、上下限报警若Xn＞Xmax，则上限报警，否则对下式作判别：Xn＜Xmin?若是，则下限报警，否则继续原定操作。§1.3越限报警处理简单的上下限报警流程图报警程序初始化X1→A取2号下限报警值输出2号上限报警控制输出1号上限报警控制输出2号下限报警控制取1号上限报警值取1号下限报警值输出1号下限报警控制X2→A取2号上限报警值X1>X1max？X1X2max？X2

4、NYN§1.3越限报警处理考虑越限次数的报警流程图置本次采样不正常标志注：“正常”指的是上次采样正常上下限报警处理保护现场设置初值XmaxXmin取采样值Xn报警转手动下限处理置允许检测次数N-1报警转手动置允许检测次数N-1置本次采样不正常标志上限处理返回恢复现场置本次采样正常标志采样值送内存N次？上次正常？XXmax上次正常？N次？NYNYYNNYNYYN返回返回§1.4数字滤波技术实质上它是一种程序滤波。数字滤波克服了模拟滤波器的不足，它与模拟滤波器相比，有以下几个优点：数字滤波是用程序实现的，可多个通道公用一个滤波程序；不需要增加硬设备，所以可靠性高，稳定性好，不存

5、在各个回路之间的阻抗匹配问题；数字滤波可以对很低的频率进行滤波；数字滤波器可根据信号的不同，采用不同的滤波方法或滤波参数，具有灵活、方便、功能强的特点。§1.4数字滤波技术1、程序判断滤波方法（1）限幅滤波—消除幅度较大的尖峰干扰（2）限速滤波—消除高频干扰§1.4数字滤波技术2、中值滤波方法这种滤波法是将被测参数连续采样N次(一般N取奇数)，然后把采样值按大小顺序排列，再取中间值作为本次的采样值。消除脉冲性质的干扰。3、算术平均滤波4、加权平均滤波流量：压力：§1.4数字滤波技术5、一阶滞后滤波（惯性滤波方法）慢速随机变量，短时间内连续采样X(s)RCU(s)令§1.4数字滤波技术6、

6、复合数字滤波复合滤波就是把两种以上的滤波方法结合起来使用。例如把中值滤波的思想与算术平均的方法结合起来，就是一种常用的复合滤波法。具体方法是首先将采样值按大小排队，去掉最大和最小的，然后再把剩下的取平均值。这样显然比单纯的平均值滤波的效果要好。§2抗干扰技术§2.1干扰的来源和传播途径§2.2硬件抗干扰技术§2.3软件抗干扰技术§2.4接地技术§2.1干扰的来源和传播途径一、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。

7、2、内部干扰内部干扰主要有：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。§2.1干扰的来源和传播途径二、干扰的作用途径1、静电耦合干扰信号通过分布电容进行传递称为静电耦合。系统内部各导线之间，印刷线路板的各线条之间，变压器线匝之间的绕组之间以及元件之间、元件与导线之间都存在着分布电容。具有一定频率的干扰信号通过这些分布电容提供的电抗通道穿行，对系统形成干扰。§2.1干扰的来源和传播途径3、电磁耦合电磁耦合是