微機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性(已修改)
2025-05-27 06:10 本頁(yè)面
【正文】 2021/6/17 第 10章 微機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性與抗干擾技術(shù) 2021/6/17 概述 ? 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境往往比較惡劣和復(fù)雜 ,不僅環(huán)境溫度變化大 、 濕度大 ,有粉塵 、 振動(dòng)和腐蝕氣體 ,而且周?chē)€有電氣干擾 ,這些都會(huì)影響到系統(tǒng)的正常工作 ,輕則影響控制精度 ,重則使系統(tǒng)失靈癱瘓 。 ? 計(jì)算 機(jī)控制系統(tǒng)通常要求長(zhǎng)期連續(xù)工作 ,不能隨意關(guān)機(jī) 、 復(fù)位或重新啟動(dòng) 。 2021/6/17 概述 ? 干擾信號(hào)出現(xiàn)時(shí) ,系統(tǒng)應(yīng)能抑制干擾的影響 。 ? 數(shù)據(jù)被干擾破壞時(shí) ,系統(tǒng)應(yīng)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并能糾正 。 ? 系統(tǒng)內(nèi)部或外部出現(xiàn)異常情況時(shí) ,應(yīng)能及時(shí)給出報(bào)警信息 。 ? 當(dāng)干擾導(dǎo)致程序脫離正常運(yùn)行或進(jìn)入 死循環(huán) ,應(yīng)能及時(shí) 發(fā)現(xiàn)并強(qiáng)制進(jìn)入正常程序人口或進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位 。 2021/6/17 概述 ? 可靠性要求對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要 ,而抗干擾技術(shù)是提高可靠性的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù) ,可以說(shuō)沒(méi)有采取抗干擾措施的控制系統(tǒng)是根本不能投入實(shí)際使用的 。 2021/6/17 可靠性與抗干擾技術(shù) 基本概念 可靠性的概念 2021/6/17 (Reliability)定義 ? 控制系統(tǒng)的可靠性通常是指在 一定條件下 ,在 規(guī)定時(shí)間段 完成 規(guī)定功能 的能力。 ? 一定的條件 ： – 包括環(huán)境條件 (如溫度 、 濕度 、 粉塵 、 氣體 、振動(dòng) 、 電磁干擾等 ) – 工作條件 (如電源電壓 、 頻率允許波動(dòng)的范圍 、 負(fù)載阻抗 、 允許連接的用戶(hù)終端數(shù)等 ) – 操作和維護(hù)條件 (如開(kāi)機(jī)關(guān)機(jī)過(guò)程 、 正常操作步驟 、 維修時(shí)間和次數(shù)等 )。 2021/6/17 可靠性 ? 規(guī)定的時(shí)間 : 是可靠性的重要特征 ,常以數(shù)學(xué)形式表示可靠性的基本參量 ,如可靠度 、 失效率 、 平均故障 間 隔 時(shí) 間 (MTBF:Mean Time Between Failures)、 平均維護(hù)時(shí)間 (MTTR:Mean Time to Repair)等 ? 規(guī)定的功能 :是指控制系統(tǒng)能完成任務(wù)的各項(xiàng)性能指標(biāo) 。 對(duì)于不同的系統(tǒng) ,規(guī)定的功能是不同的 ,如對(duì)溫度控制系統(tǒng) ,規(guī)定的功能有溫度控制范圍 、 控制精度和過(guò)渡過(guò)程時(shí)間等 。 2021/6/17 可靠性 ? 影響系統(tǒng)完成規(guī)定功能的干擾因素有多種 – 外部因素有溫度 、 濕度 、 振動(dòng) 、 電源的波動(dòng) 、 電磁干擾 、 操作失誤 、 維修時(shí)間超期等 。 – 內(nèi)部因素有器件的偶發(fā)性失效 、 長(zhǎng)時(shí)間使用后性能老化以及 經(jīng)過(guò)試驗(yàn)未能發(fā)現(xiàn)的軟件與硬件缺陷等 2021/6/17 (Error)和故障 (Failure) ? 在干擾的作用下 ,系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生非正常工作狀態(tài) ,也稱(chēng)異常狀態(tài) 。 ? 瞬時(shí)性的 、 功能上出現(xiàn)偏差 的異常狀態(tài) ,稱(chēng)之為錯(cuò)誤 ,錯(cuò)誤不經(jīng)停機(jī)修理也可恢復(fù)到正常工作狀態(tài) 。 ? 固定性的 、 功能部件其必要操作能消失的異常狀態(tài) ,稱(chēng)之為故障 ,故障只有通過(guò)修理才能恢復(fù)到正常狀態(tài) 。 2021/6/17 錯(cuò)誤 (Error)和故障 (Failure) ? 錯(cuò)誤的自動(dòng)檢測(cè) 、 糾正和指示 ,對(duì)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)非常重要 。 ? 為了 消 除錯(cuò)誤對(duì)系統(tǒng)影響 ,可采用一些有效方法 : – 增設(shè)抗干擾電路 ,消除來(lái)自電源 、 信號(hào) 、 空間的電磁干擾 。 – 通過(guò)附加冗余碼實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢錯(cuò) 、 糾錯(cuò)等 ? 故障按其發(fā)生時(shí)期通常分為 : – 早期故障 – 耗損故障 – 偶發(fā)故障 2021/6/17 早期故障 ? 由于元器件質(zhì)量差 ,軟件 、 硬件設(shè)計(jì)欠完善等原因所造成的 ,可通過(guò)系統(tǒng) 試運(yùn)行 ,更換質(zhì)量不好的元器件 、 修改硬件電路 、改正軟件錯(cuò)誤來(lái)排除早期故障 。 2021/6/17 耗損故障 ? 由于元器件使用壽 命 已到所致 。 ? 如果已知元器件使用壽命的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律 ,那么 ,預(yù)先更換元器件 ,就可防止耗損故障的發(fā)生 。 另外 ,定期檢查或更換關(guān)鍵元件和部 件 ,也可防止耗損故障的發(fā)生 。 2021/6/17 偶發(fā)故障 ? 隨機(jī)的 ,通常發(fā)生于早期故障和耗損故障之間 ,在故障發(fā)生后 ,需進(jìn)行應(yīng)急維修
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