控制系統 - 穩定性



穩定性是一個重要的概念。在本章中,我們將討論系統的穩定性和基於穩定性的系統型別。

什麼是穩定性?

如果系統的輸出處於控制之下,則稱該系統是穩定的。否則,則稱其為不穩定的。對於給定的有界輸入,**穩定系統**產生有界輸出。

下圖顯示了穩定系統的響應。

Stability

這是單位階躍輸入的一階控制系統的響應。該響應的值介於 0 和 1 之間。因此,它是界輸出。我們知道,單位階躍訊號對於所有正值t(包括零)的值都為 1。因此,它是界輸入。因此,一階控制系統是穩定的,因為輸入和輸出都是有界的。

基於穩定性的系統型別

我們可以根據穩定性將系統分類如下。

  • 絕對穩定系統
  • 條件穩定系統
  • 臨界穩定系統

絕對穩定系統

如果系統在所有系統元件值範圍內都穩定,則稱為**絕對穩定系統**。如果開環傳遞函式的所有極點都位於‘s’平面**的左半部分,則開環控制系統是絕對穩定的。類似地,如果閉環傳遞函式的所有極點都位於‘s’平面的左半部分,則閉環控制系統是絕對穩定的。

條件穩定系統

如果系統在某個系統元件值範圍內穩定,則稱為**條件穩定系統**。

臨界穩定系統

如果系統在產生具有恆定幅度和恆定頻率振盪的輸出訊號以響應有界輸入時是穩定的,則稱為**臨界穩定系統**。如果開環傳遞函式的任意兩個極點位於虛軸上,則開環控制系統是臨界穩定的。類似地,如果閉環傳遞函式的任意兩個極點位於虛軸上,則閉環控制系統是臨界穩定的。

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