控制系统 - 稳定性



稳定性是一个重要的概念。在本章中,我们将讨论系统的稳定性和基于稳定性的系统类型。

什么是稳定性?

如果系统的输出处于控制之下,则称该系统是稳定的。否则,则称其为不稳定的。对于给定的有界输入,**稳定系统**产生有界输出。

下图显示了稳定系统的响应。

Stability

这是单位阶跃输入的一阶控制系统的响应。该响应的值介于 0 和 1 之间。因此,它是界输出。我们知道,单位阶跃信号对于所有正值t(包括零)的值都为 1。因此,它是界输入。因此,一阶控制系统是稳定的,因为输入和输出都是有界的。

基于稳定性的系统类型

我们可以根据稳定性将系统分类如下。

  • 绝对稳定系统
  • 条件稳定系统
  • 临界稳定系统

绝对稳定系统

如果系统在所有系统组件值范围内都稳定,则称为**绝对稳定系统**。如果开环传递函数的所有极点都位于‘s’平面**的左半部分,则开环控制系统是绝对稳定的。类似地,如果闭环传递函数的所有极点都位于‘s’平面的左半部分,则闭环控制系统是绝对稳定的。

条件稳定系统

如果系统在某个系统组件值范围内稳定,则称为**条件稳定系统**。

临界稳定系统

如果系统在产生具有恒定幅度和恒定频率振荡的输出信号以响应有界输入时是稳定的,则称为**临界稳定系统**。如果开环传递函数的任意两个极点位于虚轴上,则开环控制系统是临界稳定的。类似地,如果闭环传递函数的任意两个极点位于虚轴上,则闭环控制系统是临界稳定的。

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