干扰源对机电一体化系统的影响

机电一体化系统易受到的干扰源包括供电干扰、过程通道干扰、场干扰等。

（1）供电干扰

大功率设备（特别是大感抗负载的启停）会造成电网的严重污染，使得电网电压大幅度地涨落、浪涌，电网电压的欠压或过压常常超过额定电压的±15%以上，这种状况可持续几分钟、几小时、甚至几天。由于大功率开关的通断，电动机的启停等原因，电网上常常出现几百伏、甚至几千伏的尖峰脉冲干扰。对于电网中的噪声，国内外都做了大量的测试和研究，在高压电网上产生的脉冲噪声，大多数为重复性的振荡脉冲，振荡频率约为5KHz～10MHz，脉冲幅度约为200～3000V。在380/220V的低压电网上的脉冲噪声大多数是无规律的正负尖脉冲，有时有振荡，频率可达20MHz，脉冲峰值约为100V～10KV。除尖峰脉冲外，电网的电压也经常产生瞬时扰动，一般为零点几秒，幅度可达额定电压的10%～50%。

由于我国采用高电压、高内阻电网，电网污染严重，尽管系统采用了稳压措施，但电网噪声仍会通过整流电路串入微机系统。据统计，由电源的投入、瞬时短路、久压、过压、电网窜入的噪声引起CPU误动作及数据丢失占各种干扰的90%以上。

（2）过程通道干扰(www.xing528.com)

在机电一体化系统中，有的电气模块之间需用一定长度的导线连接起来，如传感器与微机、微机与功率驱动模块的连接，这些连线少则几条多则几千条，连线的长短也由几米至几千米不等。通道干扰主要来源于长线传输（传输线长短的定义是相对于CPU的晶振频率而定的，当频率为1MHz时，传输线长度大于0.5m视其为长线传输；频率为4MHz时，传输线长度大于0.3m时，视其为长线传输）。当系统中有电气设备漏电，接地系统不完善，或者传感器测量部件绝缘不好等情况时，都会在通道中直接串入很高的共模电压或差模电压；各通道的传输线如果处于同一根电缆中或捆扎在一起，各路间会通过分布电感或分布电容产生干扰，尤其是将0～15V的信号线与交流的电源线同处于一根长达几百米的管道内，其干扰相当严重。这种电磁感应产生的干扰也在通道中形成共模或差模电压，有时这种通过感应产生的干扰电压可达几十伏以上，使系统无法工作。多路信号通常要通过多路开关和采样保持器进行数据采集后送入微机，若这部分的电路性能不好，幅值较大的干扰信号也会使邻近通道之间产生信号串扰，这种串扰会使信号产生失真。

（3）场干扰

系统周围的空间总存在着磁场、电磁场、静电场。如太阳及天体辐射电磁波；广播、电话、通信发射台的电磁波；周围中频设备（如中频炉，晶闸管变送电源、微波炉等）发出的电磁辐射等。这些场干扰会通过电源或传输线影响各功能模块的正常工作，使其中的电平发生变化或产生脉冲干扰信号。

由上所述，干扰源使得无用信号融入到信号通道中，致使控制系统错误操作，造成系统不稳定，产生故障。控制系统由硬件电路和软件编程组成，为了使机电产品达到预期规定功能，可以从硬件与软件两方面进行抗干扰设计。