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自动门:线性自动控制系统的稳定性
发布时间:2014/3/29
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线性自动控制系统的稳定性
    稳定性是保证控制系统正常工作的先决条件。一个稳定的控制系统,其被控量偏离期
望值的初始偏差应随时间的增长逐渐减小或趋于零。具体来说,对于稳定的恒值控制系
统,被控量因扰动而偏离期望值后,经过一个过渡过程时间,被控量应恢复到原来的期望
值状态;对于稳定的随动系统,被控量应能始终跟踪参据量的变化。反之,不稳定的控制系
统,其被控量偏离期望值的初始偏差将随时间的增长而发散,因此,不稳定的控制系统无
法实现预定的控制任务。
    线性自动控制系统的稳定性是由系统结构所决定的,与外界因素无关。这足因为控制
系统中一般含有储能元件或惯性元件,如绕组的电感、电枢转动惯量、电炉热容量、物体质
量等,储能元件的能量不可能突变,因此,当系统受到扰动或有输入量时,控制过程不会立
即完成,而是有一定的延缓,这就使得被控量恢复期望值或跟踪参据量有一个时间过程,
称为过渡过程。例如,在反馈控制系统中,由于被控对象的惯性,会使控制动作不能瞬时纠
正被控量的偏差I控制装置的惯性则会使偏差信号不能及时完全转化为控制动作。这样,
在控制过程中,当被控量已经回到期望值而使偏差为零时,执行机构本应立即停止工作,
但由于控髑装置的惯性,控制动作仍继续向原来方向进行,致使被控量超过期望值又产生
符号相反的偏差,导致执行机构向相反方向动作,以减小这个新的偏差;另一方面,当控制
动作已经到位时,又由于被控对象的惯性,偏差并未减小为零,因而执行机构继续向原来
方向运动,使被控量又产生符号相反的偏差I如此反复进行,致使被控量在期望值附近来
回摆动,过渡过程呈现振荡形式。如果这个振荡过程是逐渐减弱的,系统最后可以达到平
衡状态,控制目的得以实现,我们称为稳定系统;反之,如果振荡过程逐步增强,系统被控
量将失控,则称为不稳定系统。
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