前言：中文期刊网精心挑选了干扰设计论文范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
干扰设计论文范文1
专 业：
姓 名：
学 号：
报告日期：
论文(设计)题目：
智能天线技术的基本原理及其music算法
指导教师：
论文(设计)起止时间：
一、论文(设计)研究背景与意义
智能天线是3g的一项关键技术，作为当今三大主流标准之一的td-scdma(time division-synchronous code division multiple access)是由中国自主提出使用的tdd方式的(时分双工方式)的第三代移动通信系统标准。td-—scdma的核心技术之一就是智能天线技术。在td-—scdma系统中使用智能天线技术，基站可以利用上行信号信息对下行信号进行波束成形，从而降低对其他移动台的干扰，同时提高接收灵敏度，增加覆盖距离和范围，改善整个通信系统的性能。
智能天线是一种多天线系统，它按照某种算法来对准期望信号，使得期望信号得到最大增益，而干扰信号被压制。 智能天线系统的核心在于数字信号处理部分，它根据一定的准则，使天线阵产生定向波束指向移动用户，并自动调整权系数以实现所需的空间滤波。智能天线需要解决以下两个关键问题：辨识信号到达方向doa(directions of arrinal)和数字波束赋形的实现。在对信号doa估计的算法中，作为超分辨空间谱估计技术的music(multiple signal classification)算法是最经典的算法之一。
本文针对3g的需求背景，研究智能天线技术及doa估计算法。随着移动通信用户数迅速增长和人们对通话质量要求的不断提高，要求移动通信网在大容量下仍具有较高的话音质量。经研究发现，智能天线可将无线电的信号导向具体的方向，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向doa(directions of arrinal)，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。同时，利用各个移动用户间信号空间特征的差异，通过阵列天线技术在同一信道上接收和发射多个移动用户信号而不发生相互干扰，使无线电频谱的利用和信号的传输更为有效。在不增加系统复杂度的情况下，使用智能天线可满足服务质量和网络扩容的需要。
其实就是一种多天线系统，它按照某种算法来对准期望信号，使得期望信号得到最大增益，而干扰信号被压制。因此需要知道期望信号到来的方向，即doa。music算法是经典的用来估计波达方向的算法。
二、论文(设计)的主要内容
智能天线是一种安装在基站现场的双向天线，通过一组带有可编程电子相位关系的固定天线单元获取方向性，并可以同时获取基站和移动台之间各个链路的方向特性。智能天线的原理是将无线电的信号导向具体的方向，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向doa(direction of arrinal)，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分高效利用移动用户信号并删除或抑制干扰信号的目的。
波达方向(doa,direction of arrival)估计是智能天线研究的一个重要方面,无论是上行多用户信号的分离,还是下行选择性发射,对用户信号doa的测定,都成为智能天线实现指向性发射的必要前提。在对信号doa估计的算法中,作为超分辨空间谱估计技术的music(multiple signal classification)算法是最经典的算法之一。本文主要介绍智能天线技术的基本原理，发展历程，技术分类，及智能天线对系统的改进和主要用途。写出均匀线阵的统计模型，研究music算法的基本原理，用matlab仿真实本课题的主要研究内容如下：
(1)介绍智能天线技术的发展历程、研究现状和技术分类;
(2)在均匀线阵的统计模型下研究智能天线技术的基本原理;
(3)重点研究music算法的基本原理，并用matlab仿真软件实现;
(4)分析music算法的估计精度，得出全文结论。
三、论文(设计)的工作方案及进度安排
第一阶段(XX年9月7日-XX年10月11日)查阅有关智能天线技术，music算法和matlab仿真等方面的资料，关注国内、外当前的先进技术和发展前景，积累知识。
第二阶段(10月12日-11月8日)对智能天线的工作原理进行详尽地分析，给出均匀线阵的统计模型，研究music算法的基本原理，学习用matlab实现仿真
第三阶段(11月9日-11月22日)用matlab编写程序，程序调试
第四阶段(11月23日-12月20日)整理资料，结合设计经历撰写论文，备战论文答辩。
四、参考文献
1) 刁鸣，熊良芳，司锡才，超分辨测向天线阵性能的计算机仿真研究，电子学报，XX no.5
2) 何子述，黄振兴，向敬成，修正music算法对相关信号源的doa估计性能，通信学报，XX no.10
3) 张贤达，保铮，通信信号处理，国防工业出版社，XX
4) 刘德树，罗景青，张剑云，空间谱估计及其应用，中国科学技术大学出版社，1997
5) 李旭健，孙绪宝，修正music算法在智能天线中的应用，山东科技大学，266510
6) 陈存柱，浅析自适应智能天线技术的应用，北京师范大学，100875
7) [美]s.m. 凯依 著，黄建国等 译，现代谱估计原理与应用，科学出版社，1994
8)徐明远， matlab仿真在通信与电子工程中的应用 XX
五、指导教师意见
指导教师签字：
年 月 日
六、答辩小组意见
干扰设计论文范文2
尊敬的医院领导
首先感谢领导给我这次学习的机会。
8月12日，我有幸在临沂沂景假日酒店参加了临沂市人民医院健康教育办公室组织的学术会议。这次的学习给我留下了太多的思考。下面，我汇报的是《科研设计与 SCI/SSCI 论文写作》
《科研设计与 SCI/SSCI 论文写作》是由山东大学护理学院副研究员崔乃雪讲述，分别从研究设计、论文写作等方面进行讲述。
研究设计的主要类型：以是否对研究对象施加干预为主进行分类
研究设计类型分为：调查性研究/观察性研究、干预性研究
1、观察性研究：
特点
（1）对研究对象不施加任何干预和处理措施
（2）在完全自然的状态下进行
（3）调查性研究简单易行，可以为干预性研究提供研究的基础和线索
▪ 分类
（1）描述性研究
描述性研究：现况调查
描述疾病或健康状况在地区、时间和人群中的分布规律以及观察某些因素与疾病之间的关联。
• 应用
• 描述特点时间疾病或健康在某地区人群中的分布
• 发现病因限速
• 适用于疾病的二级预方
• 评价疾病的防治效果
• 用于疾病监测
• 其他，如衡量一个国家或地区的卫生水平和健康状况等
（2）分析性研究
病例对照研究：以确诊的患有某疾病的患者作为病例组，以
不患该病的个体作为对照组，测量并比较病例组与对照组在
疾病发生之前对某可疑因素的暴露情况。属于从“果”到
“因”的研究。一般不能确证因果关系（回顾性观察，无法
确定暴露与疾病的时间先后）
▪ 队列研究：是将某特定人群按是否暴露于某因素或其不同暴
露水平分组，然后追踪观察其各自的结局，通过比较各组之
间结局的差异，进而判定暴露因素与结局之间有无因果关联
及关联大小的研究方法。属于由“因”到“果”的研究。
研究设计的主要内容
确定研究对象
▪ 设对照组（如何分组？如何设对照组？）
▪ 确定观察指标和工具
▪ 统计方法
▪ 研究流程
1.确定研究对象
研究工作中的研究对象称为样本，它是总体的代表，需从样本的研究结果推论总体。
▪ 常用的抽样方法
概率抽样 非概率抽样
①单纯随机抽样 ①方便抽样
②系统抽样（等距抽样） ②配额抽样
③分层抽样 ③目的抽样
④整群抽样 ④网络抽样
2.样本含量估计
在抽样研究中，正确地决定样本大小至关重
▪样本含量太少，缺乏统计效能，所得的指标不够稳定（可信区间
宽），结论也缺乏充分的根据
▪ 样本含量太大，会增加实际工作的难度，不易做到对研究条件的严格控制，还造成不必要的人力物力的浪费
▪ 根据设计类型，选择合适公式计算恰当样本量
3.设对照组和随机分组
设对照组是为了排除无关因素的干扰，提高结果的精确性。不是每个
研究课题都要设对照组，但大多数研究需要设对照组。
▪ 进行随机分组
• 随机数字法
4. 确定观察指标
观察指标（观察项目、变量）是在研究中用来反映或说明研究目的的一种现象标志，也是确定研究数据的观察项目（变量）
▪ 变量可分为：
• 自变量：指能影响研究目的的主要因素，自变量不受结果的影响，却能导致结果的产生或影响结果，自变量是研究问题的“因”
• 因变量：指科研目的，它能随自变量改变的影响而改变，也可受其他因素的影响。在研究中，因变量正是我们想要观察的结果或反应。因变量是研究问题的“果”
• 外变量（混杂变量）：指某些能干扰研究结果的因素，在科研设计中应尽量排除
• 中介变量，调节变量
5.确定测量农工局和统计方法
▪ 测量工具
• 生物学测量工具：实验、检查
• 心理学测量工具：问卷、心理范式
• 社会人口学测量工具：问卷
▪ 测量工具的性能测定：信效度检验
▪ 统计方法
• 统计描述
• 统计推断
论文写作
论文的分类
• 研究论文（论著、original research、articles…）
• 文献综述：integrated review，critical appraisal、系统综述、
meta 分析
• 案例报告
• 新技术、新方法类论文
▪ 学术论文原则
• 创新性、科学性、实用性、规范性、可读性
研究论文的一般结构
题目：概括、准确、新颖、精炼
▪ 作者和单位
▪ 摘要和关键词
▪ 正文
▪ 中文期刊：前言、研究对象和方法、结果、讨论、结论
▪ 英文期刊：Introduction（background）, Methods, Results,
Discussions, Conclusions
▪ 参考文献
▪ 其他：Funding sources, acknowledgement, conflict of interest,
authors’ contribution
论文的写作体会
标题：具体、传达出研究目的/问题、突出研究特色
▪ 前言：注意切题、逻辑，准确描述研究问题、产生研究问题的背景、
研究目的和意义
▪ 研究方法：清晰、详略得当
▪ 研究结果：准确解释，语言标准化，与图表一致
▪ 讨论：总结研究发现，与以往研究进行对比，分析解释原因
▪ 局限性：实事求是
▪ 对未来研究和实践的启示：契合杂志的scope
▪ 书写语言：目标读者
小结
干扰设计论文范文3
【关键词】电厂，分散控制系统，抗干扰措施，探讨
中图分类号：TM6文献标识码：A 文章编号：
一、前言
分散控制系统综合运用计算机技术，通信技术，和自动化控制系统等多种先进技术系统，让这个系统的通信网络遍布各生产基地的监控站，监测站，并以通信网络将操作管理站和相关需要集中操作的地区连接起来，实施集中管理，统一操作。分散控制系统很早便在我国的火力发电厂得到了推广运用，并取得了辉煌的发展成果。到目前为止，我国的大部分火力发电厂都已经采取这种控制系统，分散控制系统日渐成为整个控制中心的中枢，对保证整个电网的正常运行，保持电力的稳定安全，有着十分重要的地位和作用。虽然，分散控制系统具有很强的环境适应性，但是，在整个系统中，来自各处的线缆都会和系统相连，各种外部干扰很容易以电源或者是各种线缆为媒介侵入，加剧干扰的负面作用。在现阶段的分散控制系统生产使用中，电厂分散控制系统内部使用了很多电子产品或者电子元器件，电磁干扰显得更为严重。因此，要综合考虑到多种因素，加强电厂分散控制系统抗干扰措施的研究。
二．电厂分散控制系统干扰来源分析
探究各种干扰的来源对于分散控制系统抗干扰措施研究有着十分重要的意义。从总体而言，电厂分散控制系统的干扰源主要来自内部和外部，内部干扰和外部干扰组成了影响整个系统正常工作的干扰来源。
1. 系统内部干扰
系统内部干扰主要是因为分散控制系统内部装置的各种电子设施或者是电子元器件的应用而产生，主要包括过渡干扰和固定干扰，当电路在动态工作时候，引发的干扰便是过渡干扰，当接触面上的电导率具有很大差异或者不一致时候，会产生接触干扰，此种干扰类型称为固定干扰。
2.系统外部干扰
系统外部的干扰主要是设备在使用过程中受到外部环境和使用条件的影响而产生的干扰因素，这种干扰和分散控制系统的各种元件没有直接联系。系统外部干扰主要有以下几种。
（一）从电源线传导来的电磁干扰
在电厂中，分散控制系统在 用电母线处安装有各种动力设备，风机，凝结水泵等。由于这些设备的功率很大，运转时候会产生交变磁场，产生电磁干扰，开关设备时候，会让电压波动，产生低频干扰。
（二）从信号线、控制线传导来的干扰
电厂的分散控制系统有着各种接线，这些接线也是各种外部干扰进入的路线来源。一是通过现场变送器供电电源或共用仪表的供电电源串入的干扰；二是信号线受空间电磁辐射感应的干扰，即信号线上的外部感应干扰。当发生信号干扰时候，会大大降低测量的精度，甚至损坏各种元器件，或造成逻辑数据的变化和系统设备的误动或是死机。
（三）接地系统混乱时引起的干扰
接地系统在产生电磁干扰，抑制电磁干扰方面都有着十分重要的作用。一方面，不合理的接地，会产生严重的干扰信号，让电厂的分散控制系统难以正常运转。正确的接地可以防止电磁干扰，同时也可以减少设备向外发出干扰信号的频率。因此，分散控制系统的接地是一把双刃剑。在干扰来源中，如果接地系统混乱，比如每个接地点的电位分布不平衡，各个接地点电位分布不均，机械设备间接地电位差距很大，地环路电流情况严重，系统干扰严重，使得整个电厂的分散控制系统难以正常运转。
三．电厂分散控制系统抗干扰措施探究
电厂分散控制系统在整个电厂运作中处于核心地位，要保障其正常工作，必须做好内部外部的抗干扰措施。从多年实践经验总结得出，要坚持从抗干扰措施开始，本着控制干扰源，切断或弱化电磁干扰的路径，优化系统装置，提高系统自身抗干扰能力等三方面的原则，科学是设计，使用高质量的设备和元器件，规范安装，并做好各种维护措施，保证整个电厂分散控制系统的稳定性和兼容性，保证整个系统的正常运行。将从以下几个方面做出探究。
1.科学合理选择系统设备
（一）电厂分散控制系统的设备选择在抗干扰中有着十分重要的作用。选择抗干扰性能较好的设备产品，保证含电磁兼容性。比如采用浮地技术加强抗外部干扰的能力，使用隔离性能较好的电厂分散控制系统，要选择耐压能力较强的系统设备，使得电厂分散控制系统可以再电场强度高，频场较高的环境中正常工作。
（二）做好电缆的选择
电厂的电缆选择是电厂分散控制系统抗干扰措施的重要环节。要保证强、弱信号不应使用同一根电缆，信号电缆应尽可能避开电力电缆，避免与电力电缆平行布设。在传输距离较小时，可以选用单根导线或一般控制电缆传输，在传输距离较大时，宜选用总屏控制电缆或对绞|总屏计算机电缆；模拟量信号在现场传输中应选用屏蔽电缆，对于信号精度要求较高的场合，可选用对绞分屏计算机电缆或对绞总屏计算机电缆。
2．做好隔离措施
（一）电厂分散控制系统设备的隔离
在电厂分散控制系统抗干扰措施中，要本着电气设备电缆用量最短原则，要将电厂分散控制系统的硬件设备安装在主厂房之间，设备间内部要采用防静电活动地板，要使用钢筋作为接地引线，做好接地工作，要把强电设备或者电路设计安装在远离硬件设备安装间，以便隔离电磁干扰。
（二）电厂分散控制系统电源的隔离
为保证分散控制系统的可靠运行，要使用交流电稳压器对分散控制系统的电源进行稳压。由于未屏蔽的电源变压器之间耦合电容大，共模干扰很强，因此，要在电源变压器的初次级之间设置屏蔽层，来减少变压器初次级之间的干扰，隔离变压器可以切断变压器两端的低频共模电流。但有时隔离变压器初次级之间的寄生电容仍能够为频率较高的共模电流提供通路，因此隔离变压器的屏蔽层必须良好接地。
3．科学合理的接地
在电厂的分散控制系统中，合理科学的接地是整个系统网络畅通的保证，是整个系统稳定运转的基础。混乱的接地会产生强大的干扰，严重影响到设备的工作。因此，在进行分散控制系统抗干扰措施时候，必须综合多种因素，科学合理的做好接地措施。
(一)采用统一的接地网
系统中的交流工作地、直流工作地、屏蔽地、安全保护地之间应保持严格的绝缘，在总汇集板汇合后再用一根接地电缆接到接地网上。所有接地点应与接地网牢固连接，且应尽量减少接地点与接地网的距离，但要满足接地电阻的要求。
(二)信号线采用屏蔽电缆，并且合理接地
信号线的屏蔽层接地必须保证单点接地，避免多点接地。信号源接地时，屏蔽层应在信号源侧接地；信号源不接地时，屏蔽层应在系统侧接地，这时就应将屏蔽层接地点改在信号源侧接地。如果信号源端系统侧都要求接地，则对信号必须采用变压器隔离或光电隔离等措施，并且屏蔽层应在信号源侧接地。信号电缆中间有接头时，在接头处的屏蔽层要妥善连接，并将屏蔽层的部分用绝缘带包好。
四．结束语
电厂的分散控制系统的抗干扰是一项比较复杂的工程，在设计施工过程中，要针对具体的干扰来源，采取合理有效的措施，对整个系统抗干扰要采用内外干扰相结合的考虑方法，从设备抗干扰性能，线路的敷设，接地等各个方面做出抗干扰措施，保证整个电厂分散控制系统的稳定和安全。
参考文献：
[1] 向立清 对电厂分散控制系统抗干扰措施的探讨 [期刊论文] 《中国科技财富》 -2009年6期
[2] 郭护林 白艳丽 火电厂分散控制系统的抗干扰措施 [期刊论文] 《西北电力技术》 -2005年3期
[3] 张新闻 分散控制系统的噪声抑制技术 [期刊论文] 《电力建设》 -2001年9期
[4] 周倩 鲁学农 张文景 火电厂DCS系统信号抗干扰研究及实例 [期刊论文] 《中国电力》 ISTIC PKU -2012年4期
[5] 郝志国 王江权 申明亮 火电厂分散控制系统抗干扰技术探讨 [期刊论文] 《河北电力技术》 -2006年2期
干扰设计论文范文4
[论文关键词]铁路电力远动终端干扰
[论文摘要]研究分析电磁干扰产生的原因、特点及干扰对电力远动系统的影响，从设计的角度对铁路电力远动监控系统进行抗干扰分析研究。
抗干扰设计是电力远动监控系统安全运行的一个重要组成部分，在研制综合自动化系统的过程中，如果不充分考虑可靠性问题，在强电场干扰下，很容易出现差错，使整个电力远动监控系统无法正常运行或出错误（误跳闸事故等），无法向站场和区间供电，影响铁路行车安全。
一、电磁干扰产生的原因及特点
（一）传导瞬变和高频干扰
1．由于雷击、断路器操作和短路故障等引起的浪涌和高频瞬变电压或电流通过变（配）电所二次侧进入远动终端设备，对设备正常运行产生干扰，严重还可损坏电路。2．由电磁继电器的通断引起的瞬变干扰，电压幅值高，时间短、重复率高，相当于一连串脉冲群。3．铁路电力供电中，特别是现代高速铁路对电力要求都比较高，一般都是几路电源供电，母线投切转换比较频繁，振荡波出现的次数较多。
（二）场的干扰
1．正常情况下的稳态磁场和短路事故时的暂态磁场两种，特别是短路事故时的磁场对显示器等影响比较大。2．由于断路器的操作或短路事故、雷击等引起的脉冲磁场。3．变电所中的隔离开关和高压柜手车在操作时产生的阻尼振荡瞬变过程，也产生一定的磁场。4．无线通信、对讲机等辐射电磁场对远动终端会产生一定的干扰，铁路中继站通常会和通信站在一处，通信发射塔对中继站电力远动终端设备的干扰比较大。
（三）对通信线路的干扰
1．铁路变电所远动终端的数据由串口通信经双绞线进入车站通信站，再经过转换成光信号沿铁通专用通信光缆送至电力远动调度中心，遥信和遥控数据在变电所到通信站的过程走的是电信号，由于变电所高低压进出线缆很多，远动终端受的干扰比较大。2．中继站一般距铁路都比较近，列车通过时的振动对远动终端设备有一定的干扰。
（四）继电器本身原因
继电器本身可能由于某种原因一次性未合到位而产生干扰的振动信号，或负荷开关、断路器、隔离开关等二次侧产生振动信号。
二、干扰对电力远动系统的影响
无论交流电源供电还是直流供电，电源与干扰源之间耦合通道都相对较多，很容易影响到远动终端设备，包括要害的CPU；模拟量输入受干扰，可能会造成采样数据的错误，影响精度和计量的准确性，还可能会引起微机保护误动、损坏远动终端设备和微机保护部分元器件；开关量输入、输出通道受干扰，可能会导致微机和远动终端判断错误，远动调试终端数据错误远动终端CPU受干扰会导致CPU工作不正常，无法正常工作，还可能会导致远动终端程序受到破坏。
三、抗干扰设计分析
（一）屏蔽措施
1．高压设备与远动终端输入、输出采用有铠装（屏蔽层）的电缆，电缆钢铠两端接地，这样可以在很大程度上减小耦合感应电压。2．在选择变电所和中继站电力设备时尽量选设有专门屏蔽层的互感器，也有利于防止高频干扰进入远动终端设备内部。3．在远动终端设备的输入端子上对地接一耐高压的小电容，可以有效抑制外部高频干扰。
（二）系统接地设计
1．一次系统接地主要是为了防雷、中性点接地、保护设备，合适的接地系统可以有效的保障设备安全运行，对于断路器柜接地处要增加接地扁铁和接地极的数量，设备接地处增加增加接地网络互接线，降低接地网中瞬变电位差，提高对二次设备的电磁兼容，减少对远动终端的干扰。2.二次系统接地分为安全接地和工作接地，安全接地主要是为了避免工作人员因设备绝缘损坏或绝缘降低时，遭受触电危险和保证设备安全，将设备外壳接地，接地线采用多股铜软线，导电性好、接地牢固可靠，安全接地网可以和一次设备的接地网相连；工作接地是为了给电子设备、微机控制系统和保护装置一个电位基准，保证其可靠运行，防止地环流干扰。
3．由于高低压柜本身都是多都是采用镀锌薄钢板材料，本身也有屏蔽作用，将高低高柜都可靠接地。4．远动终端微机电源地和数字地不与机壳外壳相连，这样可以减小电源线同机壳之间的分布电容，提高抗共模干扰的能力，可明显提高电力远动监控系统的安全性、可靠性。
（三）采取良好的隔离措施
1．为避免远动终端自身电源干扰采取隔离变压器，电源高频噪声主要是通过变压器初、次级寄生电容耦合，隔离变压器初级和次级之间由屏蔽层隔离，分布电容小，可提高抗共模干扰的能力。2．电力远动监控系统开关量的输入主要断路器、隔离开关、负荷开关的辅助触点和电力调压器分接头位置等，开关量的输出主要是对断路器、负荷开关和电力调压器分接头的控制。3．信号电缆尽量避开电力电缆，在印刷远动终端的电路板布线时注意避免互感。4．采用光电耦合隔离，光电耦合器的输入阻抗很小，而干扰源内阻大，且输入/输出回路之间分布电容极小，绝缘电阻很大，因此回路一侧的干扰很难通过光耦送到另一侧去，能有效地防止干扰从过程通道进入主CPU。
（四）滤波器的设计
1．采用低通滤波去高次谐波。2．采用双端对称输入来抑制共模干扰，软件采用离散的采集方式，并选用相应的数字滤波技术。
（五）分散独立功能块供电，每个功能块均设单独的电压过载保护，不会因某块稳压电源故障而使整个系统破坏，也减少了公共阻抗的相互耦合及公共电源的耦合，大大提高供电的可靠性。
（六）数据采集抗干扰设计
1．在信息量采集时，取消专门的变送器屏柜，将变送器部分封装在RTU内，减少中间环节，这样可以减少变送器部分输出的弱电流电路的长度。2．遥信由于合闸一次不到位或由于二次侧振动而产生的误遥信干扰信号，并且还会产生尖脉冲信号，也可能对遥信回路产生干扰误遥信号。
（七）过程通道抗干扰设计
（八）印刷电路板设计。在印刷电路板设计中尽量将数字电路地和模拟地电路地分开；电源输入端跨接10～100μF的电解电容。
（九）控制状态位的干扰设计
（十）程序运行失常的抗干扰设计
（十一）单片机软件的抗干扰设计
（十二）对于终端至通信站的数字通信电缆加穿钢管，特别是穿越其他电力电缆时，避免和其他电力电缆等同沟敷设并保持一定的交叉距离。
干扰设计论文范文5
关键词：PLC，控制系统抗干扰措施
可编程控制器（ProgrammableLogic Controller）简称PLC它是将传统的继电器控制技术、通讯技术和微机技术相融合，专为工业控制而设计的专用控制器。由于PLC本身所具有的一系列优点，因此在工业控制领域中的普及范围越来越广，PLC产品的种类也越来越多，其结构型号、性能、容量、指令系统，编程方法等各不相同，适用场合也各有侧重。因此，合理选择PLC 对于提高其在控制系统中的应用有着重要作用。应用PLC首先要详细分析被控对象、控制过程与要求，熟悉了解工艺流程后列出控制系统的所有功能和指标要求．与继电器控制系统和工业控制计算机进行比较后加以选择。PLC 最适合于控制对象的工业环境较差，而安全性、可靠性要求特别高，系统工艺复杂，输入输出以开关量为多，用常规的继电器接触器难以实现，工艺流程又要经常变动的对象和现场。其次要确定控制范围，一般讲，能够反映生产过程的运行情况，能用传感器进行直接测量的参数；用人工进行控制工作量大，操作复杂容易出错或操作过于频繁，人工操作不容易满足工艺要求的往往由PLC控制。尽管PLC自身具备良好的抗干扰能力，但在实际应用中各种类型PLC大多处在恶劣电磁环境中,在实际应用中常遇到PLC因干扰而不能正常工作的情形,所以在PLC控制系统抗干扰能力仍然是设计系统不容忽视的问题。
1 PLC 的选择
1） PLC机型的选择
PLC机型的选择主要是指在功能上如何满足需要，并且充分利用系统资源。选择机型前，首先要对被控制系统进行初步估计：有多少开关量输入，电压分别为多少，有多少开关量输出，输出功率为多少；有多少模拟量输人和模拟量输出；是否有特殊控制要求，如高速计数器（HC）；现场对控制器响应速度有何要求；机房与现场分开还是在一起等。
在功能满足要求的前提下，选择最可靠、维护使用最方便以及性能价格最优的机型。通常的做法是：在工艺过程比较固定、环境条件较好的场合，选用整体式结构的PLC；其他情况则最好选用模块式结构的PLC；对于开关量控制以及以开关量控制为主、带少量模拟量控制的，一般其控制速度无须考虑，因此选用带A/D转换，D/A转换，加减运算、数据传送功能的低档机就能满足要求；而控制比较复杂，控制功能要求比较高的，可根据控制规模及复杂程度来选用中档或高档机。应该注意的是，同一个企业应尽量做到机型统一，这样同一个机型的PLC模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理；同时，其统一的功能及编程方法也有利于技术力量的培训、技术水平的提高和功能的开发；此外，由于其外部设备通用，资源可以共享，并集中管理。
2） 输入/输出端口（I/O）的选择
PLC与工业生产过程的联系是通过I/O接口模块来实现的，PLC有许多I/O接口模块，包括开关量输入、输出模块、模拟量输人模块、模拟量输出模块以及其他一些特殊模块，使用时应根据它们的特点进行选择。
（1） 确定l/O点数。不同的控制对象所需要的阳点数不同，一些典型的传动设备及常用的电气元件所需PLC的I/O点数是固定的，如一个带磁环双作用气缸需用2个输入点；一个按钮需一个输入点；一个指示灯占用一个输出点等。但对于同一个控制对象，由于采用的控制方法不同或编程水平不同，I/O点数也应有变化。根据控制系统的要求确定所需的I/O点数时，应再增加10％一20％的备用量，以便拓展控制功能。
（2） 开关量I/O。开关量I/O接口可以从传感器和开关（如按钮、行程开关等）及控制设备（如指示灯、电动机启动器等）接收信号。典型的交流I/O信号为24～240V，直流I/O信号为5～240V。输入电路因PLC品牌不同略有差别，但有些特性是相同的，如用于消除错误信号的抖动电路等。
（3）模拟量I/O。模拟量I/O接口一般用来感知传感器产生的信号。这些接口可用于测量流量、温度和压力，并可用于控制电压或电流输出设备。其典型量程为-10～+10V、0～+11V、4～20mA或10～50mA。一些制造厂家在PLC上设计有特殊模拟接口，因而可以接收低电平信号，如RTD、热电偶等。
3） 存储器类型及容量选择
PLC系统所使用的存储器由ROM和RAM组成，存储容量则随机器的大小变化，最大存储能力：一般小型机最大存储能力低于6KB，中型机的最大存储能力可达64KB，大型机的最大存储能力可上兆字节。使用时可根据程序及数据的存储需要来选用合适的机型。必要时也可专门进行存储器的扩充设计。
4） 电源模块选择
在系统的实现过程中，PLC的编程问题是非常重要的。用户应当对所选择PLC产品的软件功能及编程器有所了解。小型控制系统一般选用价格便宜的简易编程器（如LOGO），如果系统较大或多台PLC共用，可以选用功能强，编程方便的图形编程器。如果有个人计算机，可以选用能在个人计算机上运行的编程软件包。同时，为了防止因干扰、电池电压下降等原因破坏RAM中的用户程序，可以选用E2PROM模块作为外部设备。论文参考网。
对于结构为模块式的PLC，电源模块和额定电流必须大干或等于主机、I/O模块、专用模块等总的消耗电流之和。当使用专用机架时．从主机架电源模块到最远一个扩展机架的线路压降必须小于0.25V。
5） 程序设计
根据控制对象的控制任务完成前述阶段后就可以进行控制系统的流程设计，画出控制系统的流程图，进一步说明各个控制信息之间的关系，然后具体安排I/O的配置，并对I/O进行地址编号。I/O地址编号确定后，再画出I/O端子和现场信号接线图，进行系统设计即可将硬件设计和程序编写二项工作平行进行，编写程序的过程就是软件设计过程。用户编写的程序在总装统调前需要进行模拟调试。用装在户LC 上的模拟开关模拟输入信号的状态，用输出点的指示灯模拟被控对象，检查程序无误后便把PLC接到系统里，进行总装统调，如果统调达不到指标要求则可对硬件和软件作调整，全部调试结束后，一般将程序固化在有长久记忆功能的EPROM中长期保存。
2 PLC系统的干扰源
PLC的干扰源比较复杂，分类方法较多，常见的有按性质分或按来源分。
按性质可分为共模干扰和差模干扰两大类。共模干扰主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向) 电压迭加所形成。共模电压有时较大,特别是采用隔离性能差的配电器供电时,变送器输出信号的共模电压普遍较高,有的可高达130V以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压,直接影响测控信号,造成元器件损坏,这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因。这种共模干扰可为直流,亦可为交流。差模干扰主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压,这种干扰直接叠加在信号上,直接影响测量与控制精度。论文参考网。
按来源可分为内部干扰和外部干扰。内部干扰主要由系统内部元器件及电路间的相互电磁辐射产生,如逻辑电路相互辐射及其对模拟电路的影响,模拟地与逻辑地的相互影响及元器件间的相互不匹配使用等。这都属于PLC 制造厂对系统内部进行电磁兼容设计的内容,比较复杂,作为应用部门无法改变,可不必过多考虑。外部干扰主要有来自空间的辐射干扰、来自电源的干扰、来自信号线引入的干扰、来自接地系统混乱时的干扰等。来自空间的辐射干扰主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的,通常称为辐射干扰,其分布极为复杂,若PLC 系统置于射频场内,就会受到辐射干扰。
3 抗干扰措施
1） 硬件措施
（1）屏蔽：对电源变压器、CPU、编程器等主要部件，采用导电、导磁良好的材料进行屏蔽，以防外界干扰。
（2）滤波：对供电系统及输入线路采用多种形式的滤波，以消除或抑制高频干扰，也削弱了各种模块之间的相互影响。
（3）电源调整与保护：对CPU这个核心部件所需的＋5V 电源，采用多级滤波，并用集成电压调整器进行调整，以适应交流电网的波动和过电压、欠电压的影响。
（4）隔离：在CPU与I/O电路间，采用光电隔离措施，有效隔离I/O间的电联系，减少故障误动作。
（5）采用模块式结构：这种结构有助干在故障情况下短时修复。论文参考网。因为一旦查处某一模块出现故障，就能迅速更换，使系统回复正常工作，也有助于加快查找故障原因。
2） 软件措施
（1）故障检测：PLC本身有很完善的自诊断功能，但在工程实践中，PLC的I/O元件如限位开关、电磁阀、接触器等的故障率远远高于PLC的本身故障率，这些元件出现故障后，PLC一般不会察觉出来，不会立即停机，这会导致多个故障相继发生，严重时会造成人身设备事故，停机后查找故障也要花费大量时间。
（2）信息保护和恢复：当偶发性故障条件出现时，不破坏PLC内部的信息，一旦故障条件消失，就可以恢复正常继续原来的工作。所以，PLC在检测故障条件时，立即把现状态存入存储器，软件配合对存储器进行封闭，禁止对存储器的任何操作，以防存储器信息被冲掉，一旦检测到外界环境正常后，便可恢复到故障发生前的状态，继续原来的程序工作。
（3）提高输入信号的可靠性：由于电磁干扰、噪声、模拟信号误差等因素的影响，会引起输入信号的错误，引起程序判断失误，造成事故，例如按钮的抖动、继电器触点的瞬间跳动都会引起系统误动作，可以采用软件延时去抖。对于模拟信号误差的影响可采取对模拟信号连续采样三次．采样间隔根据A/D转换时间和该信号的变化频率而定，三个数据先后存放在不同的数据寄存器中，经比较后取中间值或平均值作为当前输入值。在硬件和软件方面采取各种措施后,大大提高。
4 结束语
目前，随着各种技术的迅猛发展，PLC的种类日益繁多．功能也逐渐增强，在产品规模上向大小两个发展。在实际工作中还要根据实际情况对PLC的选用做出适当调整以及根据具体情况选用适当的抗干扰措施，以便满足期望的工业控制系统。
参考文献
[1] 陈宇,段鑫.可编程序控制器基础及编程技巧[M].广州:华南理工大学出版社,2002.
[2 ]陈琳. 可编程控制器应用技术[M] . 北京:化学工业出版社,2005.
[3 ]郭银景,吕文红,唐富华,杨阳. 电磁兼容原理及应用教程[M] . 北京:清华大学出版社,2004.
[4 ]寥常初. 可编程控制器的编程方法与工程应用[M] . 重庆:重庆大学出版社,2004.
干扰设计论文范文6
关键词：加载；多余力；前馈；结构；不变性
引言
液压加载系统目前被广泛的用于航空航天地面试验中。多余力的控制是加载系统要解决的关键问题。目前普遍采用PID对多余力进行控制，但PID控制难以达到较高的动态性能，对于加载系统精度的提升效果不显著。
本文针对传统PID控制的局限性[3]，根据结构不变性原理[4]采用了PID结合速度前馈控制的控制策略对多余力进行抑制，得到了较好的效果。
1.液压加载系统的数学建模
1.1液压加载系统原理
典型液压加载系统由被测作动器和加载系统组成。被测作动器和加载系统分别是位移伺服控制系统和力伺服控制系统。加载系统和待测系统是直接相联的。
1.2阀控加载作动器数学模型
假设四通阀为理想的零开口阀，舵机为对称作动器，根据加载伺服阀的流量方程[1]，流量连续方程[5]以及力平衡方程[1] 可得出加载缸的力输出特性：
（1）
式中
（2）
（3）
（4）
1.3舵机阀控作动器建模
相似的，阀控舵机的位移输出用过线性化的流量方程，流量连续方程以及力平衡方程拉普拉斯变换联立后可得出舵机的输出位移为：
（5）
式中
（6）
（7）
1.4伺服阀传递函数
舵机的伺服阀看作二阶振荡环节[3]，阀芯位置与输入电流之间的传递函数可以表示为：
（8）
1.5系统框图
综合以上则可以推出整个加载系统框图如下：
图1 加载系统框图
以上文中符号含义：
-加载作动器活塞杆质量
-待测作动器活塞杆质量
m-惯性负载
-加载作动器有效面积
-待测作动器有效面积
-加载作动器油液体积
-待测作动器油液体积
K-链接刚度
-力传感器刚度
-待测作动器伺服阀增益
-加载作动器伺服阀增益
-油液弹性模量
-伺服阀流量系数
-伺服阀P-Q系数
C-舵机泄漏系数
2.控制系统设计
2.1结构不变性原理
结构不变性原理[3]的基本控制框图介绍
图2 结构不变性原理
其中d为干扰输入， 为前馈补偿环节，由图2可见，为了消除干扰输入为了消除干扰输入d对系统输出的影响，理论上只需设计前馈补偿器[3]
（9）
本文中前馈补偿器输入信号的引入采用的是对舵机位移输出进行微分即速度前馈补偿。
由图2以及公式（9）可得出前馈控制器的设计应满足
（10）
则理论上可以完全消除多余力干扰，但补偿器的阶次较高，实际设计中，只能补偿到位置反馈的微分项，高阶项将被忽略。
3.仿真分析及比较
图3 PID控制和PID结合速度前馈控制比较
可以看出PID结合前馈控制的方法相对于传统PID控制进一步的抑制了多余力，同样输入的情况下多余力的数值从200N下降到20N.
4.结论
4.1采用PID结合前馈控制的方法可以大幅度的抑制多余力，控制精度及动态性能得到进一步的提高。
4.2但是前馈补偿控制由于受到结构限制，只能补偿到位置反馈的微分项。
参考文献：
[1]张伟 电液负载模拟器控制方法研究[J]，硕士学位论文，西北工业大学2007.3
[2]李瑞，电动负载模拟器的控制系统研究[D]， 硕士学位论文，中北大学，2013
