第三章_測(cè)控系統(tǒng)抗干擾技術(shù)

1、2022-5-161第三章第三章 計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的 抗干擾技術(shù)抗干擾技術(shù)2022-5-162干擾含義干擾含義：有用信號(hào)以外的噪聲或造成計(jì)算機(jī)設(shè)備不能正常有用信號(hào)以外的噪聲或造成計(jì)算機(jī)設(shè)備不能正常 工作的破壞因素。工作的破壞因素。 干擾是在信號(hào)輸入、傳輸和輸出過程中出現(xiàn)的一些有害的電氣變化現(xiàn)象。這些變化迫使信號(hào)的傳輸值、 指示值或輸出值出現(xiàn)誤差, 出現(xiàn)假像。干擾的危害干擾的危害：干擾對(duì)電路的影響, 輕則降低信號(hào)的質(zhì)量, 影響 系統(tǒng)的穩(wěn)定性; 重則破壞電路的正常功能, 造成 邏輯關(guān)系混亂, 控制失靈。2022-5-163研究的內(nèi)容：研究的內(nèi)容：干擾源、干擾類型、干擾傳播途徑、干擾源

2、、干擾類型、干擾傳播途徑、 抗干擾措施?？垢蓴_措施。系統(tǒng)抗干擾策略：系統(tǒng)抗干擾策略：軟硬結(jié)合抗干擾。硬件措施應(yīng)當(dāng)將大部軟硬結(jié)合抗干擾。硬件措施應(yīng)當(dāng)將大部 分干擾消除，軟件措施消除余下的部分。分干擾消除，軟件措施消除余下的部分?？煽啃裕煽啃裕≧eliability）：系統(tǒng)的可靠程度。與系統(tǒng)的內(nèi)在系統(tǒng)的可靠程度。與系統(tǒng)的內(nèi)在 質(zhì)量、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平、使用環(huán)境、運(yùn)行維護(hù)水平質(zhì)量、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平、使用環(huán)境、運(yùn)行維護(hù)水平 有關(guān)。是衡量系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)。有關(guān)。是衡量系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)。 包括：包括：硬件的可靠性、軟件的可靠性。影響系統(tǒng)硬件可硬件的可靠性、軟件的可靠性。影響系統(tǒng)硬件可靠性的主要因素就是干擾

3、。靠性的主要因素就是干擾。2022-5-1643.1 干擾源及干擾分類干擾源及干擾分類3.1.1 干擾源干擾源干擾源：干擾的來源或造成干擾的原因。干擾源：干擾的來源或造成干擾的原因。分類：分類： 按干擾源來分，有內(nèi)部干擾和外部干擾。按干擾源來分，有內(nèi)部干擾和外部干擾。1.內(nèi)部干擾內(nèi)部干擾 由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、制造工藝、安裝等內(nèi)在原因引起的干擾。由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、制造工藝、安裝等內(nèi)在原因引起的干擾。 主要原因：主要原因： (1)元器件噪聲；元器件噪聲； (2)分布電容、電感引起的電磁感應(yīng)；分布電容、電感引起的電磁感應(yīng)； (3)長(zhǎng)線傳輸中波的反射；長(zhǎng)線傳輸中波的反射； (4)多點(diǎn)接地引起的電位差；多點(diǎn)接地引起的

4、電位差； (5)電源系統(tǒng)引入的干擾。電源系統(tǒng)引入的干擾。2022-5-1653.1.1 2.外部干擾外部干擾 由外界環(huán)境因素引起的干擾。由外界環(huán)境因素引起的干擾。 主要原因：主要原因：(1)大功率設(shè)備、輸大功率設(shè)備、輸電線路發(fā)生的電磁場(chǎng)；電線路發(fā)生的電磁場(chǎng)；(2)廣播和通信設(shè)備廣播和通信設(shè)備發(fā)射的無線電波；發(fā)射的無線電波；(3)自然界干擾，包括：天體自然界干擾，包括：天體輻射、雷電、氣溫、濕度等。輻射、雷電、氣溫、濕度等。 *內(nèi)外干擾本質(zhì)相同內(nèi)外干擾本質(zhì)相同,相互關(guān)聯(lián)相互關(guān)聯(lián),相互作用。通常采取相互作用。通常采取消除干消除干擾源、避開干擾源、切斷干擾傳播途徑擾源、避開干擾源、切斷干擾傳播途徑的

5、方法，有效消的方法，有效消除干擾。除干擾。干擾作用方式分類：干擾作用方式分類：串模干擾、共模干擾、串模干擾、共模干擾、長(zhǎng)線傳輸干擾長(zhǎng)線傳輸干擾2022-5-1663.1.2 串模干擾串模干擾串模干擾：串模干擾：串聯(lián)于有用信號(hào)回路之中的干擾，即疊加在有用信號(hào)之上。串聯(lián)于有用信號(hào)回路之中的干擾，即疊加在有用信號(hào)之上。原因原因(1) 內(nèi)部干擾（信號(hào)源內(nèi)部疊加的干擾）內(nèi)部干擾（信號(hào)源內(nèi)部疊加的干擾） (2) 電磁耦合引起的干擾（長(zhǎng)線傳輸、空間電磁場(chǎng)、工頻干擾）電磁耦合引起的干擾（長(zhǎng)線傳輸、空間電磁場(chǎng)、工頻干擾） 串模干擾示意圖串模干擾示意圖 電磁耦合引入串模干擾電磁耦合引入串模干擾 UsUn信號(hào)信號(hào)接

6、收接收端端2022-5-167圖3-1 串模干擾示意圖A/D轉(zhuǎn)換器UsUg信號(hào)源A/D轉(zhuǎn)換器UsUg理想被測(cè)信號(hào)UsOUgOt串模干擾信號(hào)UcOtt實(shí)測(cè)信號(hào)(a)(b)(c)2022-5-168串模抑制比：串模抑制比：衡量系統(tǒng)抑制串模干擾的能力。衡量系統(tǒng)抑制串模干擾的能力。定義定義： NMRR = 20lg(Un / Ui) (dB) Un:串模干擾信號(hào)的幅值；串模干擾信號(hào)的幅值； Ui：Un引起輸出的改變折合到輸入端的偏移量。引起輸出的改變折合到輸入端的偏移量。效果：效果：Ui越小，抗串模干擾的能力越強(qiáng)，即越小，抗串模干擾的能力越強(qiáng)，即NMRR越大。越大。3.1.2串模干擾也稱為差模干擾、橫

7、向干擾、常模干擾或常態(tài)干擾串模干擾也稱為差模干擾、橫向干擾、常模干擾或常態(tài)干擾。2022-5-1693.1.3 共模干擾共模干擾 共模干擾共模干擾：共模干擾是系統(tǒng)共模干擾是系統(tǒng)2個(gè)輸入端上共有的干擾電壓。個(gè)輸入端上共有的干擾電壓。 也稱對(duì)地干擾、共態(tài)干擾。也稱對(duì)地干擾、共態(tài)干擾。 原因原因：被測(cè)信號(hào)的接地點(diǎn)和計(jì)算機(jī)輸入信號(hào)的參考接地點(diǎn)，被測(cè)信號(hào)的接地點(diǎn)和計(jì)算機(jī)輸入信號(hào)的參考接地點(diǎn)，存在一定的電位差。存在一定的電位差。 共模干擾示意圖共模干擾示意圖 UA=Us+Ucm UB=Ucm Us信號(hào)信號(hào)接收接收端端 UcmAB2022-5-1610圖圖9.3 串模干擾與共模干擾波形串模干擾與共模干擾波形

8、(a) 直流信號(hào)； (b) 串模干擾； (c) 共模干擾； (d) 串模干擾與共模干擾共同作用2022-5-16113.1.3 由于現(xiàn)場(chǎng)與計(jì)算機(jī)之間相差幾米甚至幾千米，取決于現(xiàn)由于現(xiàn)場(chǎng)與計(jì)算機(jī)之間相差幾米甚至幾千米，取決于現(xiàn)場(chǎng)情況和計(jì)算機(jī)的接地情況，場(chǎng)情況和計(jì)算機(jī)的接地情況，Ucm可以是直流，也可以是交可以是直流，也可以是交流；幅值可以是幾伏甚至幾十伏。流；幅值可以是幾伏甚至幾十伏。 共模干擾的影響共模干擾的影響：共模干擾對(duì)放大器的影響，是因轉(zhuǎn)換共模干擾對(duì)放大器的影響，是因轉(zhuǎn)換成串模干擾而加到輸入端的。成串模干擾而加到輸入端的。 共模抑制比：共模抑制比：衡量系統(tǒng)抑制共模干擾轉(zhuǎn)化為串模干擾的衡量

9、系統(tǒng)抑制共模干擾轉(zhuǎn)化為串模干擾的能力。能力。 定義：定義： CMRR = 20lg(Ucm/Un) (dB) Un:是共模干擾信號(hào)是共模干擾信號(hào)Ucm轉(zhuǎn)換成串模干擾的電壓幅值；轉(zhuǎn)換成串模干擾的電壓幅值； 效果：效果：Un越小，抗共模干擾的能力越強(qiáng)，即越小，抗共模干擾的能力越強(qiáng)，即CMRR越大。越大。 CMRR與信號(hào)的輸入方式有關(guān)，分單端輸入和差動(dòng)輸入與信號(hào)的輸入方式有關(guān)，分單端輸入和差動(dòng)輸入2種種形式。形式。2022-5-16121.單端輸入：一個(gè)單端輸入：一個(gè)輸入信號(hào)，地端為輸入信號(hào)，地端為參考電壓；參考電壓；2.差動(dòng)輸入：差動(dòng)輸入：2個(gè)個(gè)輸入信號(hào)，輸入信號(hào)，1個(gè)是個(gè)是高電平，一個(gè)是低高電平

10、，一個(gè)是低電平，以電平，以2個(gè)信號(hào)個(gè)信號(hào)的差值來決定信的差值來決定信號(hào)的幅值。號(hào)的幅值。3.1.3Us信號(hào)信號(hào)接收接收器器UcmZ iA單端對(duì)地輸入單端對(duì)地輸入ZsIcZs1Us信號(hào)信號(hào)接收接收器器UcmZc1A差動(dòng)輸入差動(dòng)輸入Ic1Zs2Ic2Zc2A2022-5-16133.1.4 干擾傳播的途徑干擾傳播的途徑1電路傳播的干擾：任何電路在傳遞與處理有效信號(hào)的同電路傳播的干擾：任何電路在傳遞與處理有效信號(hào)的同時(shí)，也會(huì)對(duì)進(jìn)入電路中的干擾信號(hào)進(jìn)行傳遞。時(shí)，也會(huì)對(duì)進(jìn)入電路中的干擾信號(hào)進(jìn)行傳遞。 (1)漏電阻漏電阻: 理論上與干擾源斷開的電路，由于漏電阻會(huì)形成理論上與干擾源斷開的電路，由于漏電阻會(huì)形

11、成回路，導(dǎo)致干擾的引入?；芈?，導(dǎo)致干擾的引入。 (2) 公共阻抗公共阻抗 公共電源線的阻抗耦合公共電源線的阻抗耦合有效信號(hào)有效信號(hào)高壓線高壓線漏電阻漏電阻匯流條匯流條Rp1Rp2RpnRn1Rn2Rnni1i2ini1i1+i2njjij1回流條回流條2022-5-1614 模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)分開接地模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)分開接地: : （a）未分開接地）未分開接地 （b）未分開接地）未分開接地 （c）分開接地）分開接地（3）信號(hào)輸入）信號(hào)輸入/輸出回路輸出回路（4）電源回路）電源回路3.1.4模擬模擬系統(tǒng)系統(tǒng)數(shù)字?jǐn)?shù)字系統(tǒng)系統(tǒng)模擬模擬系統(tǒng)系統(tǒng)數(shù)字?jǐn)?shù)字系統(tǒng)系統(tǒng)模擬模擬系統(tǒng)系統(tǒng)數(shù)字?jǐn)?shù)字系統(tǒng)系統(tǒng)2022

12、-5-16153.1.42、電磁場(chǎng)傳播的干擾電磁場(chǎng)傳播的干擾(1)靜電耦合：靜電耦合：靜電場(chǎng)干擾通過分布電容耦合進(jìn)入系統(tǒng)靜電場(chǎng)干擾通過分布電容耦合進(jìn)入系統(tǒng) 兩根平行導(dǎo)線之間的、印刷線路之間、變壓器線匝兩根平行導(dǎo)線之間的、印刷線路之間、變壓器線匝之間、繞組之間都可能構(gòu)成分布電容。之間、繞組之間都可能構(gòu)成分布電容。 (2)電磁耦合：電磁耦合：電磁耦合干擾通過電感引入感應(yīng)電勢(shì)電磁耦合干擾通過電感引入感應(yīng)電勢(shì) 兩條平行導(dǎo)線間會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)耦合兩條平行導(dǎo)線間會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)耦合 (3) 輻射電磁場(chǎng)耦合：輻射電磁場(chǎng)耦合：具有天線效應(yīng)的電源線和長(zhǎng)信號(hào)線會(huì)具有天線效應(yīng)的電源線和長(zhǎng)信號(hào)線會(huì)對(duì)空間電磁場(chǎng)產(chǎn)生接收作用，感應(yīng)出

13、干擾信號(hào)。對(duì)空間電磁場(chǎng)產(chǎn)生接收作用，感應(yīng)出干擾信號(hào)。 2022-5-16163.2 干擾抑制干擾抑制1消除或抑制干擾源消除或抑制干擾源 消除和抑制干擾源是行之有效的抗干擾措施之一，如：選擇熱噪聲小的元器件、把產(chǎn)生干擾的大功率設(shè)備移開、避免信號(hào)電纜與電源電纜平行敷設(shè)、在各種強(qiáng)電觸點(diǎn)開關(guān)上采取消弧措施等等。2切斷引入干擾的途徑切斷引入干擾的途徑(1) 提高絕緣性能，消除或抑制漏電阻；(2) 正確的接地技術(shù)；(3) 隔離技術(shù)，切斷信號(hào)傳輸中電的聯(lián)系；(4) 屏蔽、浮置技術(shù)，防止電磁場(chǎng)干擾； (5) 濾波技術(shù)，阻止干擾信號(hào)進(jìn)入系統(tǒng)。3提高設(shè)備本身抗干擾的性能提高設(shè)備本身抗干擾的性能 使用高質(zhì)量元器件、

14、優(yōu)化設(shè)計(jì)線路板等2022-5-16173.2.1 串模干擾的抑制串模干擾的抑制1濾波技術(shù)濾波技術(shù) 濾波是抗串模干擾的通常做法，在有效信號(hào)和干擾信號(hào)特性顯著不同時(shí)，則濾波效果十分有效。 濾波器的形式： - 低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器等； - 模擬濾波器、數(shù)字濾波器； 模擬濾波器又分： - 無源濾波器和有源濾波器（濾波+放大）2使用雙積分式使用雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 克服工頻干擾以及對(duì)稱干擾的影響。3使用雙絞屏蔽信號(hào)傳輸線使用雙絞屏蔽信號(hào)傳輸線 減少電磁感應(yīng)產(chǎn)生的干擾 4選用高抗干擾性的元器件選用高抗干擾性的元器件：高邏輯電平高邏輯電平 、V/F轉(zhuǎn)換器5供電技術(shù)與阻抗匹配技術(shù)供電技術(shù)與

15、阻抗匹配技術(shù)2022-5-16183.2.2 共模干擾的抑制共模干擾的抑制1差動(dòng)輸入差動(dòng)輸入2隔離技術(shù)隔離技術(shù) 切斷電量通道，把信號(hào)側(cè)與輸入側(cè)隔離開來，使共模電切斷電量通道，把信號(hào)側(cè)與輸入側(cè)隔離開來，使共模電壓形不成電流電路，以光耦合或磁耦合作用將有效信號(hào)傳遞壓形不成電流電路，以光耦合或磁耦合作用將有效信號(hào)傳遞至輸入端。至輸入端。 光電隔離 ：傳輸脈沖信號(hào)，也可傳遞模擬信號(hào) 變壓器隔離：對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)3浮地與屏蔽浮地與屏蔽 浮地：使模擬地浮空，提高整個(gè)回路對(duì)于共模干擾電壓的阻抗屏蔽：屏蔽外部電磁場(chǎng)對(duì)模擬放大部分的干擾 模擬量輸入通道采用三線采樣、雙層屏蔽、放大器浮地模擬量輸入通道采用三線

16、采樣、雙層屏蔽、放大器浮地的方式的方式 ，電路原理框圖如圖3-13所示 。三線采樣保證在非采樣期間切斷Ucm形成電流回路，雙層屏蔽和浮地大大提高了CMRR 2022-5-1619圖圖3-11 變壓器隔離電路變壓器隔離電路圖圖3-12 光電隔離光電隔離 2022-5-1620圖3-13 三線采樣、雙層屏蔽、放大器浮地原理圖2022-5-16213.2.3 長(zhǎng)線傳輸干擾的抑制長(zhǎng)線傳輸干擾的抑制 終端（始端）阻抗匹配技術(shù)終端（始端）阻抗匹配技術(shù)： 針對(duì)傳輸線的阻抗（雙絞線的波阻抗一般在100200之間，同軸電纜的波阻抗在50100之間）。設(shè)計(jì)適宜的終端（始端）阻抗匹配電路。 2022-5-16223

17、.3 其它抗干擾技術(shù)其它抗干擾技術(shù)3.3.1地線與接地技術(shù)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的地線有計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的地線有: : 安全地： 機(jī)殼地或屏蔽地，特征是不作為電流回流的地線。接地電阻要求小于5 電源或信號(hào)參考電位：電源或信號(hào)的參考地電位 數(shù)字地、 模擬地、 功率地2022-5-1623接地的應(yīng)用原則接地的應(yīng)用原則 (1) 一般高頻電路應(yīng)就近多點(diǎn)接地, 低頻電路應(yīng)一點(diǎn)接地。在高頻電路中, 地線上具有電感, 因而增加了地線阻抗, 而且地線變成了天線, 向外輻射噪聲信號(hào), 因此, 要多點(diǎn)就近接地。在低頻電路中, 接地電路若形成環(huán)路, 對(duì)系統(tǒng)影響很大, 因此應(yīng)一點(diǎn)接地。 2022-5-16243.3.1單點(diǎn)

18、接地單點(diǎn)接地電路電路1電路電路2電路電路3串聯(lián)一點(diǎn)接地串聯(lián)一點(diǎn)接地并聯(lián)一點(diǎn)接地并聯(lián)一點(diǎn)接地電路電路1電路電路2電路電路3信號(hào)地線信號(hào)地線噪聲地線噪聲地線金屬件接地金屬件接地實(shí)用低頻接地實(shí)用低頻接地2022-5-1625 (2) 交流地、功率地與信號(hào)地不能公用。 流過交流地和功率地的電流較大, 會(huì)造成數(shù)毫伏、甚至幾伏電壓, 這會(huì)嚴(yán)重地干擾低電平信號(hào)的電路, 因此信號(hào)地與交流地、功率地分開。 (3) 數(shù)字地與模擬地應(yīng)分開, 最后單點(diǎn)相連。 數(shù)字地模擬地安全地(機(jī)殼地)系統(tǒng)地接地板橫匯流條縱匯流條橫匯流條縱匯流條模擬地?cái)?shù)字地圖3.17(a) 回流法接地示例分別回流法分別回流法：電路中把模擬地和數(shù)字地

19、分開，采用匯流條分別走線，最終在一點(diǎn)把兩個(gè)地接在一起。 2022-5-16263.3.1信號(hào)屏蔽層接地：?jiǎn)吸c(diǎn)接地信號(hào)屏蔽層接地：?jiǎn)吸c(diǎn)接地機(jī)柜接地：機(jī)柜接地： 機(jī)柜內(nèi)安裝的內(nèi)部機(jī)件外殼應(yīng)保證與機(jī)柜有很好的接觸，機(jī)柜應(yīng)當(dāng)與大地一點(diǎn)相連。 內(nèi)部電路應(yīng)當(dāng)浮空，與機(jī)柜的絕緣電阻應(yīng)大于50M。2022-5-16271、供電技術(shù)供電技術(shù) 圖圖 一般供電結(jié)構(gòu)一般供電結(jié)構(gòu)交流交流穩(wěn)壓器穩(wěn)壓器低低 通通濾波器濾波器計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)直直 流流 穩(wěn)壓器穩(wěn)壓器220V AC3.3.2 電源及供電技術(shù)電源及供電技術(shù)2022-5-16283.3.2 電源及供電技術(shù)電源及供電技術(shù)2. 抗電源干擾技術(shù)抗電源干擾技術(shù)(1)交流電源系

20、統(tǒng)的抗干擾交流電源系統(tǒng)的抗干擾 消除電源中高頻干擾，常采用帶屏蔽的變壓器隔離和濾波技術(shù) (2) 直流電源系統(tǒng)的抗干擾直流電源系統(tǒng)的抗干擾采用逆變式開關(guān)電源(DC/DC變換器): 防止工頻干擾 采用退耦電容器 ：以消除電源內(nèi)阻所產(chǎn)生的干擾 分組供電。 把變壓器隔離，光電隔離輸入與輸出部分的電源分開，單獨(dú)供電。（3）電源保護(hù)）電源保護(hù) 配置不間斷電源裝置（UPS）。在正常情況下，來自電網(wǎng)的220VAC給系統(tǒng)供電，同時(shí)，也對(duì)電池組充電。當(dāng)交流供電中斷后，控制器立即將開關(guān)切至逆變器的輸出端，電池組為逆變器供電，輸出交流220V電壓，對(duì)系統(tǒng)供電。 設(shè)置雙回路供電系統(tǒng)、掉電中斷等2022-5-16293.

21、3.2 軟件抗干擾技術(shù)軟件抗干擾技術(shù)1、數(shù)字濾波數(shù)字濾波 數(shù)字濾波是通過一定的算法程序，進(jìn)一步消除信號(hào)中的低頻或高頻干擾。數(shù)字濾波算法種類很多，常用的如：算術(shù)平均濾波可消除周期性干擾信號(hào)；中值濾波可去掉脈沖性的干擾；一階滯后濾波相當(dāng)于RC濾波器。 2、信號(hào)監(jiān)督信號(hào)監(jiān)督 充分利用計(jì)算機(jī)的判斷能力，對(duì)系統(tǒng)輸入與輸出信號(hào)進(jìn)行判別與監(jiān)督。如上下限監(jiān)督、多測(cè)點(diǎn)表決方式輸入 、接入標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證信號(hào)等。 3、系統(tǒng)監(jiān)督系統(tǒng)監(jiān)督 對(duì)整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作狀態(tài)的監(jiān)督 ，如診斷程序等。2022-5-1630計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)工作特點(diǎn)：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)工作特點(diǎn)： 環(huán)境惡劣、干擾嚴(yán)重、對(duì)可靠性要求高環(huán)境惡劣、干擾嚴(yán)重、對(duì)可靠性要求高

22、對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的評(píng)價(jià)：對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的評(píng)價(jià)： 性能指標(biāo)、可靠性性能指標(biāo)、可靠性 （兩方面都重要）（兩方面都重要） 3.4 系統(tǒng)的可靠性系統(tǒng)的可靠性2022-5-16313.4.1 系統(tǒng)可靠性指標(biāo)系統(tǒng)可靠性指標(biāo) 什么是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性什么是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性？ 在規(guī)定的條件下、在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定任務(wù)的能在規(guī)定的條件下、在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定任務(wù)的能力。是個(gè)定性的概念。力。是個(gè)定性的概念。 有兩層含義：有兩層含義： 在規(guī)定時(shí)間內(nèi)無故障運(yùn)行；在規(guī)定時(shí)間內(nèi)無故障運(yùn)行； 故障后維修方便。故障后維修方便。 2022-5-1632可靠性的定量描述：可靠性的定量描述： 如下圖，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間

23、后發(fā)生故障，需維修時(shí)間 。 ktkT, 2 , 1 k可定義以下可靠性指標(biāo)可定義以下可靠性指標(biāo)： 2022-5-1633可靠性指標(biāo)可靠性指標(biāo)：(1)可靠度可靠度R(t) 可靠度的定義：可靠度的定義：產(chǎn)品在規(guī)定的條件和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率。設(shè)t為運(yùn)行時(shí)間，N0為相同的控制系統(tǒng)數(shù)(足夠大) ,NS為該段時(shí)間內(nèi)未發(fā)生故障的控制系統(tǒng)數(shù),則: 0)(NNtRS(2)失效率失效率(t) 失效率的定義：失效率的定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的次數(shù)。 niitn1總工作時(shí)間失效次數(shù)2022-5-1634可靠性指標(biāo)可靠性指標(biāo)：圖3-21電子產(chǎn)品的失效率曲線 早期故障期：元器件質(zhì)量原因，通過投運(yùn)前考機(jī)、調(diào)試排

24、除 偶然故障期：系統(tǒng)穩(wěn)定期 失效故障期：部分器件壽命到期 2022-5-1635（3）平均無故障時(shí)間）平均無故障時(shí)間 MTBF(Mean Time Between Failure) 1MTBF平均維護(hù)時(shí)間MTTR(Mean Time To Repair) 維護(hù)次數(shù)總維護(hù)時(shí)間MTTR (4)利用率利用率A MTBFAMTBFMTTR 要獲得盡可能大的可利用率，應(yīng)當(dāng)使MTBF盡可能大，使MTTR盡可能地小。 2022-5-16363.4.2 系統(tǒng)可靠性分析系統(tǒng)可靠性分析一、一、串聯(lián)模型串聯(lián)模型 組成系統(tǒng)的所有單元中任一單元的故障就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)故障的系統(tǒng)稱串聯(lián)系統(tǒng)。它屬于非貯備可靠性模型，其邏輯框圖如圖所示。 123nniistRtR1)()(式中 Rs (t)系統(tǒng)的可靠度； Ri (t)第i個(gè)單元的可靠度2022-5-1637系統(tǒng)可靠性模型(串聯(lián)模型)n若各單元的壽命分布均為指數(shù)分布，即 式中 s系統(tǒng)的故障率； i各單元的故障率。 tiietR)(ttn