1.布局

电柜设计必须使用金属材料，根据EMC的区域原则，合理的布局。将不同的设备规划在不同的区域中，伺服驱动器单元应尽量靠近安装在柜子的底部，使用接地金属隔离板将区域隔离，或者独立安装在金属电柜中。

电柜中保证良好的通风和散热，不要阻挡风扇的正常流通。

电柜中布线应强弱分开，信号线和动力线要分开走线。

AC接触器和DC继电器安装要远离I/O部件和信号电缆，并且要使用正确的RC抑制组件和二极管，减少线圈吸合时噪音污染。

2.接地

合理和可靠的接地是解决传导性干扰最为有效的方法，同时也会消除共模干扰的影响。错误的接地不但不能减少干扰，反而成为干扰的“帮凶“。

接地根据用途分类可以分为信号地、屏蔽地、保护地。

电柜中所有的电气组件接地端子（变频器、PLC）都要使用短而粗的接地线可靠的连接到公共接地点或者接地母排PE上。

机器人的框架的连接处不要有油漆隔离，实现有效连接后，接入系统地PE，有效的接地，可以减少脉冲群、辐射骚扰的影响。

3.滤波

总电源和各分支电源输入（AC380/220V）的滤波，主要使用EMI滤波器和磁环。

DC电源输出的滤波，EMI滤波器和磁环。

驱动器的输入的滤波，EMI滤波器和磁环。

PCB的滤波，主要是低频和高频滤波，使用共模电感，RC，磁珠等。

有刷电机在转动的过程中，碳刷在不断的拉电弧，电弧产生高频噪声。高频噪声通过电机引线及外壳缝隙往外辐射。电机金属外壳能对内部辐射噪声进行反射和吸收。抑制噪声往外辐射。虽然这样还是会有很多辐射噪声通过电机引线往外辐射。因此我们对电机的辐射整改更多的是针对电机引线进行处理。重点介绍BDL滤波器在电机的运用。

4.屏蔽

伺服驱动放大器单元到电机动力电缆应使用金属屏蔽层的电缆，电缆线应该尽量的短，同时屏蔽层用金属夹子将电线屏蔽层固定在接地的安装板上，以避免功率损耗，减少干扰。电柜通风开了要使用密集金属网络，切口越小越好。因为狭孔可能在电柜中辐射高频座号。电柜的柜门和电缆的进线口要可靠接地，避免电柜内部的干扰磁场通过屏蔽电缆泄漏出去。柜门要使用有传导性的密封垫，紧贴柜体。

伺服驱动、通信口，PC以及液晶显示器进行有效的屏蔽，可有效减少EMI的影响。

五、结束语

控制系统中的干扰是一个十分复杂的问题，只有设计工程师在设计过程中做到“未雨绸缪，防微杜渐”，坚持“预防是最有效、最经济的方法”的准则，来综合和全面的考虑各方面的因素，才能够有效地避免系统干扰的的发生，从而保证设备稳定可靠的运行。

ROS（Robot OperatingSystem）是开源的机器人系统平台。使用这个之后，机器人就可以看见东西、测绘、导航，或是以最新的算法作用于周围的环境当中。假如想要制造复杂的机器人，已经准备好的ROS程序代码就能派上用场。ROS能在最低限度下运用。这可以透过Raspberry Pi等级的计算机安装。

做为ROS的入门篇我们来看看如何控制伺服机。伺服机的缺点是会尽快遵照指令运转，因此头部常常会突然活动，以至于失去平衡。不过使用ROS之后，就可以进行正弦曲线运动，让机器人保持稳定。由于可以在ROS当中进行这项操作，因此无须改写控制用的程序代码。另外，连接伺服机和ROS的程序代码，以及伺服机的硬件都无须变更。再者，程序代码还可以任意使用。

ROS很适合用在Ubuntu或Debian上，无须编译。建置时要在Linux机器上执行Ubuntu，使用业余用伺服机、Arduino和普通的导线。ROS要在Ubuntu机器上启动，讯息则透过USB传送到Arduino。只要安装二进制的ROS套件，就会在主控台程序（像是gnome-terminal或konsole）追加以下指令，这样Arduino系统就能辨识ROS函式库。

接下来要将程序代码上传到Arduino当中，执行低阶的伺服机控制，以便能从Linux机器操作。这时要以限制范围内的百分比（0.0～1.0）指定伺服机的位置。之所以使用百分比而不是写明角度，是因为Arduino的程序代码限制了正确的角度，要避免在指定角度时发生冲突。

就如各位所见，使用ROS之后，一般的循环函数就会变得相当简单。循环函数只会订阅（subscribe）数据，任何Arduino循环都一样。设定时要将ROS初始化，将各个ROS讯息订阅者的订阅叫出来。每个订阅者会占据Arduino的RAM，数量取决于要用程序代码做什么，以6个到12个为限。

#include

#include

#include

#include

#define SERVOPIN 3

Servo servo;

void servo_cb( const std_msgs::Float32& msg )

{

const float min = 45;

const float range = 90;

float v = msg.data;

if( v > 1 ) v = 1;

接下来要设法透过Arduino在ROS的世界说话。最简单的方法是使用机器人启动档。虽然以下的档案内容非常简单，但是这里要追加启动档，如此一来即使是非常复杂的机器人，也能用一个指令启动。

$ cat rosservo.launch

$ roslaunch ./rosservo.lanch

rostopic指令可以看出ROS讯息传送到机器人的哪个部位。看了下面的程序代码就会发现，「/head/tilt」可以透过Arduino使用。讯息要使用「rostopic」传送。-1的选项只会发布（publish）讯息一次，通知/head/tilt传送一个浮点数。

$ rostopic list

/diagnostics

/head/tilt

/rosout

/rosout_agg

$ rostopic pub -1 /head/tiltstd_msgs/Float32 0.4

$ rostopic pub -1 /head/tilt std_msgs/Float320.9

Terry和Houndbot都是ROS机器人，以6061个铝合金零件制造而成。项目的目标是要尽量让这些机器人自主运动。

以下的Python脚本程序会监听「/head/tilt/smooth」的讯息，朝「/head/tilt」发布许多讯息，好让伺服机转到目标角度之前慢慢加速，再慢慢延迟旋转。当讯息抵达「/head/tilt/smooth」时一定会呼叫「moveServo_cb」。这个回调函式会从-90到+90度之间每10度产生1个数值，追加到角度数组当中。「sin()」会取这个角度，数值从-1到+1慢慢增加。该数值加1之后，范围就会变成0到+2，再除以2之后， 0到+1的曲线数值数组就完成了。然后再看看m数组当中，每当发布讯息时，就会稍微前进一点，范围在r之内，直到1*r或是全范围为止。

#!/usr/bin/env python

from time import sleep

import numpy as np

import rospy

pos = currentPosition + mi*r

print “pos: “, pos

pub.publish(pos)

sleep(0.05)

currentPosition = targetPosition

print “pos-e: “, currentPosition

pub.publish(currentPosition)

def listener():

if __name__ == ‘__main__’:

listener()

想要测试伺服机顺畅的动作，就要启动Python脚本，将讯息发布到「/head/tilt/smooth」，这样一来即可检视顺畅的动作。

$ ./servoencoder.py

$ rostopic pub -1 /head/tilt/smoothstd_msgs/Float32 1

$ rostopic pub -1 /head/tilt/smoothstd_msgs/Float32 0

ROS当中的名称也可以重新测绘。只要将「/head/tilt/smooth」重新测绘为「/head/tilt」，程序就能向伺服机发出命令，而不会意识到正弦曲线的数值在变化。









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