系统稳定性的基本概念
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确保闭环控制系统稳定工作是控制系统设计的核心环节。
在设计和分析反馈控制系统时,稳定性是极其重要的系统特性。
实际应用中,不稳定的闭环反馈系统的实用价值不大。大部分现代战斗机最初都是故意设计成开环不稳定的系统,如果不引入反馈系统来协助飞行员实施主动驾驶控制,这些战斗机都不能飞行。一般首先需要引入主动控制,使不稳定的系统变得稳定,然后才能考虑诸如瞬态性能指标等其他因素。
所以,我们需要利用反馈环节使不稳定系统变得稳定,然后再选择合适的控制器参数,来调节系统的瞬态性能。
一个闭环反馈系统或者是稳定的,或者是不稳定的,此处“稳定”指的是绝对稳定性,具有绝对稳定性的系统称为稳定系统。
而相对稳定性,比如——飞行器越稳定,机动性越差(如转弯),反之亦然。现代战斗机的相对不稳定性追求的就是良好的机动性,因此,与商业运输飞机相比,战斗机的相对稳定性较差,但是机动性较强。
所谓稳定系统,是指输出响应有界的系统。也就是说,若系统在有界输入或干扰的作用下,其响应的幅度也是有界的,则称系统是稳定的。
稳定系统是指字有界输入作用下,输出响应也有界的动态系统。
系统极点在s平面上的位置决定了相应的瞬态响应,位于s平面的左半部分的极点将对干扰信号产生衰减响应;而位于虚轴jw上和s平面的右半部分的极点,则分别对干扰输入产生临界响应和放大响应。显然,我们希望动态系统的极点均位于s平面的左半平面。


