試述電機控制系統(tǒng)影響因素及可靠性防護

鄧鐘波

（深圳德承電機有限公司，廣東 深圳 518105）

數(shù)字信號處理器作為當(dāng)前我國較為常用的電機控制方式，確實表現(xiàn)出了較為理想的作用價值，但是同樣也容易在運行過程中受到溫度、濕度、振動以及電磁場、靜電場的影響，造成運行失誤形成。基于此，針對數(shù)字信號處理器進行詳細的分析探究，確保其能夠表現(xiàn)出較強的穩(wěn)定運行效果至關(guān)重要，這也是本研究的核心目標(biāo)和任務(wù)所在。

1 電機控制系統(tǒng)的影響因素分析

1.1 溫度影響

在電機控制系統(tǒng)的運行中，溫度是比較重要的一個影響因素，尤其是對于數(shù)字信號處理器的運轉(zhuǎn)而言，溫度不合理產(chǎn)生的問題威脅是比較嚴(yán)重的，不僅造成數(shù)字信號處理器的運行效率以及功耗存在差異，還有可能帶來明顯的控制失誤故障，產(chǎn)生更大的影響。在數(shù)字信號處理器的具體運行中，因為周圍環(huán)境的設(shè)計優(yōu)化效果不佳，造成溫度方面的調(diào)控作用較差，存在著明顯的熱量積聚，溫度升高的現(xiàn)象，進而也就必然很可能導(dǎo)致數(shù)字信號處理器在該環(huán)境下受到嚴(yán)重影響，長期運行可能產(chǎn)生明顯故障隱患。

1.2 濕度影響

在電機控制系統(tǒng)運行處理中，濕度不合理同樣也會影響整個系統(tǒng)的運行效果，數(shù)字信號處理器在濕度過高的狀況下長期運行，也會對于自身形成嚴(yán)重影響，容易造成相應(yīng)數(shù)字信號處理器的運行可靠性不佳，形成明顯隱患。因為數(shù)字信號處理器同樣也涉及較多的電路運行，如果相應(yīng)運行環(huán)境的濕度過大，必然會嚴(yán)重降低運行中絕緣層的工作效果，造成絕緣電阻降低，進而也就很可能在某些區(qū)域形成較為明顯的短路威脅，電機控制效果受損。

1.3 振動影響

在電機控制系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行中，如果外界存在著明顯的振動沖擊影響，必然也就很可能會影響到電機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，造成相應(yīng)設(shè)備受到嚴(yán)重干擾，甚至直接形成明顯的器部件受損現(xiàn)象。數(shù)字信號處理器在運行中存在著較為明顯的振動影響，自身運行穩(wěn)定性同樣也會受到威脅，尤其是對于一些比較大的振動沖擊影響，更是會嚴(yán)重造成自身運行穩(wěn)定性受干擾，一些連接件也就容易出現(xiàn)斷裂，進而影響到電機控制系統(tǒng)的工作效果。

1.4 電磁場影響

在電機控制系統(tǒng)運行過程中，外界環(huán)境產(chǎn)生的影響機制不僅表現(xiàn)在溫度、濕度以及振動等常見影響因素上，如果數(shù)字信號處理器周圍存在著明顯的電磁場，同樣也會因為電磁干擾的存在，進而造成整個電機控制系統(tǒng)的運行效果不佳，穩(wěn)定性受到嚴(yán)重影響，最終容易形成系統(tǒng)癱瘓威脅。從數(shù)字信號處理器的具體運行中出現(xiàn)的電磁場干擾因素入手進行分析，其中比較常見的故障問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面：首先，噪音的出現(xiàn)是電磁場影響的一個重要標(biāo)志，當(dāng)數(shù)字信號處理器周圍出現(xiàn)了明顯的電磁場時，相應(yīng)電路以及信號都會受到明顯的干擾，進而在相應(yīng)部位上出現(xiàn)明顯異常噪聲；其次，當(dāng)電磁場的干擾較為突出時，還會直接對于數(shù)字信號處理器的CPU產(chǎn)生嚴(yán)重影響，導(dǎo)致其PC指針出現(xiàn)故障問題，整個系統(tǒng)的運行必然也就容易形成較大缺陷，陷入死循環(huán)；另外，對于數(shù)字信號處理器在電磁場的干擾狀況下的運行狀況進行分析，其還會在RAM區(qū)的數(shù)據(jù)方面受到一定影響，相關(guān)數(shù)據(jù)可能被隨機替代，如此也就很可能影響到最終的管控協(xié)調(diào)效果，甚至出現(xiàn)較為嚴(yán)重的系統(tǒng)故障；最后，數(shù)字信號處理器在電磁場的干擾下，還會對于自身的輸入輸出程序產(chǎn)生明顯影響，相應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸效果不佳，通道的穩(wěn)定運行無法維系，容易出現(xiàn)錯誤。由此可見，電磁場對于電機控制系統(tǒng)的影響是比較突出的，并且表現(xiàn)在多個方面，都會造成數(shù)字信號處理器的運行狀況不佳，故障問題頻發(fā)，無法滿足原有運行要求。

1.5 靜電場的影響

靜電場同樣也是電機控制系統(tǒng)中比較重要的一個影響因素，尤其是在工業(yè)生產(chǎn)運行過程中，靜電場的存在較為常見，該方面的影響機制較為突出，對于數(shù)字信號處理器也會形成嚴(yán)重威脅。因為當(dāng)前數(shù)字信號處理器的集成度相對比較高，如此也就必然會加劇這種靜電場的影響機制，自身在運行過程中的電流、電壓以及數(shù)字信號等，都可能會受到靜電場的影響和干擾，進而造成系統(tǒng)運行穩(wěn)定性不佳。另外，如果靜電場存在著明顯的放電現(xiàn)象，則同樣也會對于數(shù)字信號處理器的運行產(chǎn)生威脅，最終導(dǎo)致自身運行效果不佳，出現(xiàn)功能失效。

2 電機控制系統(tǒng)可靠性防護對策

2.1 軟件陷阱的合理應(yīng)用

在電機控制系統(tǒng)的運行過程中，如果其受到了較為明顯的干擾影響，很容易導(dǎo)致整體系統(tǒng)運行出現(xiàn)混亂，如果跑飛到存儲器的空白空間，必然也就會影響原有電機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行效果，致使數(shù)字信號處理器的運行出現(xiàn)死循環(huán)問題。針對該類問題進行有效防治，可以采取設(shè)置軟件陷阱的模式，在存儲器的空白空間中設(shè)置相應(yīng)的指令，促使在程序進入該空間時，并不會出現(xiàn)較為嚴(yán)重的死循環(huán)問題，而是不再進行任何動作，不會接受任何指令，如此也就致使整個數(shù)字信號處理器的運行可靠性提高，系統(tǒng)的運行效果得到優(yōu)化。

2.2 程序跳轉(zhuǎn)監(jiān)控的合理應(yīng)用

在電機控制系統(tǒng)的運行過程中，為了更好地提升其穩(wěn)定性和精確性，在具體程序跳轉(zhuǎn)以及運行過程中切實把握好監(jiān)控程序的有效運用同樣也是比較關(guān)鍵的手段。這種監(jiān)控程序的運用主要就是為了明確程序在運行過程中是否存在著明顯的跑飛現(xiàn)象，借助于預(yù)先設(shè)計的標(biāo)志進行檢測分析，及時掌握異常問題，以便進行及時有效的處理和調(diào)控，避免形成較為嚴(yán)重的故障問題。為了達到理想的程序跳轉(zhuǎn)監(jiān)控效果，應(yīng)該在相應(yīng)模塊的出入口進行立即數(shù)標(biāo)志的有效設(shè)置，促使其在具體程序跳轉(zhuǎn)過程中進行及時監(jiān)測分析，并且輔助相應(yīng)程序控制模塊，確保程序跳轉(zhuǎn)更為高效穩(wěn)定，最大程度上規(guī)避程序跑飛帶來的明顯異常問題。

2.3 運行過程監(jiān)視

在電機控制系統(tǒng)運行中，如果存在明顯的電磁場干擾，其威脅同樣也表現(xiàn)在多個方面，在整個運行過程中都會形成影響，如此也就需要切實加強整個運行過程的監(jiān)視控制，有效規(guī)避各個方面故障偏差的出現(xiàn)率。比如，當(dāng)電磁場影響到數(shù)字信號處理器中PC指針的正常應(yīng)用時，為了較好地規(guī)避相關(guān)指令出錯現(xiàn)象，則可以借助于監(jiān)視程序進行詳細分析，了解可能存在的明顯異常問題，進而也就可以及時予以處理，將損失降到最低。該方面比較常用的就是看門狗監(jiān)視程序，其可以較好實現(xiàn)獨立監(jiān)視效果，有助于分析明確各個方面的常見異常問題，并且還可以促使數(shù)字信號處理器及時復(fù)位，進行初始化處理，最終確保數(shù)字信號處理器及時恢復(fù)正常運行狀態(tài)。

2.4 程序中斷防護

在電機控制系統(tǒng)的長期運行中，因為外界各個影響因素的干擾，其在具體運行中容易形成嚴(yán)重事故，比如，數(shù)字信號處理器中的PC指針出現(xiàn)錯誤，就容易導(dǎo)致程序跑飛或者是產(chǎn)生其他錯誤指令，進而影響到電機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。為了較好地降低該方面程序錯誤形成的嚴(yán)重故障威脅，促使程序中斷較為及時有序同樣也是比較關(guān)鍵的內(nèi)容，這種程序中斷防護程序可以及時針對誤觸發(fā)的程序進行停止控制，促使其形成安全處理效果，避免錯誤程序繼續(xù)進行。這種程序中斷防護機制同樣也是優(yōu)化和彌補運行過程監(jiān)視的重要手段，因為在一些死循環(huán)過程中，看門狗監(jiān)視程序很可能無法正常運行，進而導(dǎo)致系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性不佳，這也就可以借助于程序中斷防護手段，確保相應(yīng)程序直接中斷運行，避免了誤觸發(fā)危險。

2.5 信號降噪

在電機控制系統(tǒng)的具體運行中，因為數(shù)據(jù)信號傳輸中噪聲的存在，必然也會嚴(yán)重影響系統(tǒng)的有效運行，致使整個系統(tǒng)運行安全性和穩(wěn)定性受損，這也就需要在具體系統(tǒng)運行過程中切實做好信號降噪處理，保障系統(tǒng)運行得到更精確可靠的運行指令。在數(shù)字信號處理器運行中，常見的信號降噪處理主要就是針對無用頻率和錯誤信號進行有效濾除，借助于數(shù)字濾波器是比較有效的手段，其可以較好地實現(xiàn)噪聲的區(qū)分處理。在數(shù)字濾波器的選擇應(yīng)用中，經(jīng)典濾波器以及現(xiàn)代濾波器是比較常用的兩個基本類型，兩者在工作原理上存在一定差異，雖然都可以發(fā)揮出降噪效果，但是需要重點考慮應(yīng)用對象和實際運行要求，確保無用信號的濾除效果更為理想。針對不同的電機控制系統(tǒng)的運行信號特征進行分析，如此也就可以確保相應(yīng)數(shù)字濾波器的選擇較為適宜，后續(xù)運行效果也可以得到較好的保障。

3 結(jié)語

綜上所述，電機控制系統(tǒng)在當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中的引入和應(yīng)用面臨著較高的要求，為了促使電機控制系統(tǒng)可以發(fā)揮出較強的作用價值，重點圍繞著電機控制系統(tǒng)中常見的各類影響因素進行詳細的分析必不可少。結(jié)合當(dāng)前影響數(shù)字信號處理器穩(wěn)定運行的溫度、濕度、振動、電磁波以及靜電場等多種影響因素，在未來除了要優(yōu)化運行環(huán)境外，還需要結(jié)合具體的可靠性防護手段進行合理設(shè)計，更好地提升整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行效果。