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ghw_nit鐵桿木蟲 (正式寫手)
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[交流]
【原創(chuàng)】關(guān)于穩(wěn)定性的淺說 已有8人參與
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穩(wěn)定性對于控制系統(tǒng)很重要，但是很多人只記住了一些判斷穩(wěn)定性的方法，至于穩(wěn)定性為什么這么重要，可能理解的不是非常的清楚，在這里我來個拋磚引玉，說一下我的理解。 最簡單的說法，穩(wěn)定性想要表述的情況就是一個系統(tǒng)受到一點小的干擾以后，如果還能夠恢復(fù)到穩(wěn)定的壯態(tài)，那么，這個系統(tǒng)就是穩(wěn)定的。因為一個自動控制系統(tǒng)投運了以后，是要一直處于運行狀態(tài)的，而干擾在系統(tǒng)運行的時候，也時不時的會出現(xiàn)，如果出現(xiàn)了干擾以后系統(tǒng)就不能恢復(fù)到原來的狀態(tài)了，那么系統(tǒng)就不能保證原有的特性了，那么這樣的系統(tǒng)在實際中，一般就沒有什么大的用處了。 下面舉個形象的例子來說明一下吧，只對線性系統(tǒng)。不同的人掌握平衡的能力不同，那么他們對騎自行車的技術(shù)掌握的可能也有差別，那如果我想要做一下測試呢，就是這樣，在你騎自行車的時候，我來推你一下，看你容不容易倒，如果我一推你就倒了，那就說明你的穩(wěn)定性要差一些，如果沒倒，那就說明你的穩(wěn)定性要好一些。但是要說明的是，你騎自行車的穩(wěn)定性的好壞，和我給你的推力是沒有關(guān)系的，你騎自行車的平衡能力只和你自己有關(guān)。這就是說明，對線性系統(tǒng)而言，系統(tǒng)的穩(wěn)定性，是系統(tǒng)本身的屬性，屬性只能被表現(xiàn)出來，我們給系統(tǒng)一個測試信號，只是想讓系統(tǒng)的穩(wěn)定性這個性能表現(xiàn)出來而已。 |
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不太同意LZ的穩(wěn)定性理解。 系統(tǒng)的穩(wěn)定性是一個很寬泛的概念，從能量角度而言，是施加了某種干擾之后，干擾信號的能量透過控制系統(tǒng)被釋放和消散的過程決定了系統(tǒng)體現(xiàn)出的穩(wěn)定性。 我們在設(shè)計控制系統(tǒng)時，通常會對干擾信號給出一定的穩(wěn)定性裕量，超過此裕量的信號將破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)。雖然通常我們都用簡單的信號形式來約定干擾信號（如脈沖信號），但是實際運行中還是需要根據(jù)工況來決定干擾信號的真實形態(tài)的。 干擾信號的自身特征對系統(tǒng)穩(wěn)定性具有非常重要的作用，不同幅值、頻率和持續(xù)時間的干擾作用下，系統(tǒng)的輸出信號將可能具有完全不同的效果。原本穩(wěn)定性較強的系統(tǒng)也可能被高能量、大幅值的干擾信號直接推入非穩(wěn)定狀態(tài)。 以LZ的自行車騎行系統(tǒng)為例，同樣的推力在不同方向作用下產(chǎn)生的效果完全不同。自行車前行時施加向前推力對騎行穩(wěn)定性作用最小，而向后拖拽則可能導(dǎo)致自行車減速度過大而停止摔倒；而側(cè)向推力的增大則會由改變騎行方向逐漸演變?yōu)橹苯觽?cè)翻。推力大小也直接決定了干擾的作用效果，如果是幾十噸的大卡車以100碼速度直接推，估計再穩(wěn)定的騎手都無法保持自行車穩(wěn)定騎行。 [ Last edited by conanwj on 2011-8-24 at 15:39 ] |
6樓2011-08-24 15:34:40
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樓上的說的情況是對的，但是還是有些問題的，討論一下。 樓上說的最主要的問題是如果對一個系統(tǒng)來說，施加的輸入信號過大的話，系統(tǒng)就不會穩(wěn)定，這當(dāng)然是對的，但是我說的問題的核心是對線性系統(tǒng)來說，穩(wěn)定性是系統(tǒng)本身的屬性，即使你加了一個大的信號給一個系統(tǒng)，使這個系統(tǒng)不穩(wěn)定了，但是這不是這個系統(tǒng)本身的屬性。 而且我認為對線性系統(tǒng)來說你給一個系統(tǒng)過大的信號使他不穩(wěn)定，主要的問題應(yīng)該是超出了這個系統(tǒng)可調(diào)節(jié)的范圍，所以才不穩(wěn)定了，就像你所說的用大卡車來撞騎自行車的，怎么也把他撞倒了，我想這個問題并不是騎手不穩(wěn)定，而是你已經(jīng)超出了它的平衡所能維持的范圍，這就是在實際應(yīng)用中，一個系統(tǒng)的操縱變量不會是無限大的，如果你能夠給這個騎手無限大的力量的話，我想他還是會穩(wěn)定的。 不過倒是不知道有沒有給一個系統(tǒng)限定輸入信號范圍的方法，如果有的話，請告知一下，我還不知道呢？ |
7樓2011-08-27 08:45:32
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8樓2011-08-27 10:55:05
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我覺得lz說的是系統(tǒng)的魯棒控制吧。假定系統(tǒng)狀態(tài)不在平衡點，隨著時間增長，靠自己最終回到平衡點叫穩(wěn)定（也叫l(wèi)yapunov穩(wěn)定），加中間不帶拐彎往外走叫漸近穩(wěn)定，再加以指數(shù)收斂于平衡點的叫指數(shù)漸近穩(wěn)定；靠控制回到平衡點叫鎮(zhèn)定，如上類推。 魯棒，即系統(tǒng)在有界外來擾動和有界參數(shù)擾動下很淡定。 [ Last edited by joshua_gao on 2011-9-6 at 22:03 ] |
9樓2011-09-06 22:02:14
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我也寫了一個有關(guān)的帖子 http://www.gaoyang168.com/bbs/viewthread.php?tid=3630365&fpage=1 |
10樓2011-09-23 13:27:55
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