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本文目录一览：

• 1、控制系统的三大基本要求
• 2、解释什么是控制系统的稳定性
• 3、控制系统内部稳定性与外部稳定性
• 4、现代控制理论怎么判断一个系统的稳定性
• 5、热工过程自动控制 什么样的过程控制系统是稳定的

控制系统的三大基本要求

控制系统三大基本要求：动态过程平稳（稳定性）；响应动作要快（快速性）；跟踪值要准确（准确性）。

1、动态过程平稳（稳定性）

定性是指测量仪器的计量特性随时间不变化的能力。若稳定性不是对时间而言，而是对其他量而言，则应该明确说明。稳定性可以进行定量的表征，主要是确定计量特性随时间变化的关系。自动控制系统的种类很多，完成的功能也千差万别，有的用来控制温度的变化，有的却要跟踪飞机的飞行轨迹。但是所有系统都有一个共同的特点才能够正常地工作，也就是要满足稳定性的要求。

2、响应动作要快（快速性）

快速性是指当系统的输出量与输入量之间产生的偏差时，消除这种偏差的快慢程度。快速性好的系统，他消除偏差的过渡过程时间就短，就能复现快速变化的输入信号，因而具有较好的动态性能。

3、跟踪值要准确（准确性）

在统计学上，准确性也叫准确度，指在试验或调查中某一试验指标或性状的观测值与其真值的接近程度。准确性与精确性、正确性有区别。

扩展资料：

控制系统的分类：

1、按照有无反馈分类

无反馈称为开环控制系统（open-loop control system），这种系统的输入直接供给控制器，并通过控制器对受控对象产生控制作用。其主要优点是结构简单、价格便宜、容易维修；缺点是精度低，容易受环境变化（例如电源波动、温度变化等）的干扰。

有反馈称为闭环控制系统（closed-loop control system），输入与反馈信号比较后的差值（即偏差信号）加给控制器，然后再调节受控对象的输出，从而形成闭环控制回路。所以，闭环系统又称为反馈控制系统，这种反馈称为负反馈。与开环系统相比，闭环系统具有突出的优点，包括精度高、动态性能好、抗干扰能力强等。它的缺点是结构比较复杂，价格比较贵，对维修人员要求较高。

2、根据采用的信号处理技术不同分类

模拟控制系统，采用模拟技术处理信号的控制系统称为模拟控制系统。

数字控制系统，采用数字技术处理信号的控制系统称为数字控制系统。

3、根据输入量是否恒定分类

输入量是恒定的，这种控制系统我们一般称之为恒值控制系统，如恒速电机、恒温热炉等。

输出量随着输入量的变化而变化，这种控制系统称为随动系统。例如导弹自动瞄准系统等。

参考资料：百度百科-控制系统

解释什么是控制系统的稳定性

基本都是微分方程，判据，不怎么直观。而且系统又分为时变，时不变，线性，非线性，离散等等。

这方面的课本内容，大多数是在李雅普诺夫稳定性概念下讨论的。

系统的稳定性分为内部稳定性和外部稳定性。外部稳定性：从外部来讲，给定有界的输入，系统都能得到有界的输出，也称为BIBO稳定性。

内部来讲，状态转移矩阵能刻画状态的运动，当 [公式] , 状态转移矩阵收敛到0，意味着系统渐近稳定，收敛到某一常数，为稳定。

这里有个直观不严谨的例子。

不给扰动（无初始速度），A，C，E，F和G都是平衡点。点的 [公式] 都为0。也就是平衡点首先得满足使其加速度为0。接下来判断平衡点是否稳定。

给小球一个无穷小扰动（有初始速度），A，C，E，F和G都会离开平衡点位置，但是最终 [公式] 时，A和F无法回到原平衡位置或某小范围内，是不稳定，而E和G会在一个小范围内来回摆动，是稳定的。如果平面带有摩擦，最终都会停下来，所以E和G称为渐进稳定的。

但是若扰动过大，小球直接去其他地方了，所以E和G是局部渐进稳定平衡点。

控制系统内部稳定性与外部稳定性

根据输入输出描述来研究系统的稳定性性属于外部稳定性分析。对输入的不同性质可引出不同的稳定性定义。普通应用的是有界输入有界输出（BIBO）稳定。对于零初始状态的线性系统BIBO稳定的充要条件是对任意有界输入，其输出是有界的。

依据状态空间描述来研究系统的稳定性属于内部稳定性分析。如果由任意非零初始状态引起的零输入响应有界且渐近，即成立，则称线性系统在初态时刻内部稳定。内部稳定性可根据状态转移矩阵直接判断。即充要条件是对于线性定常系统，若内部稳定即渐近稳定，则系统必为BIBO稳定即外部稳定，但BIBO稳定不能保证系统为内部稳定。

在系统完全能控和完全能观测的条件下，系统外部稳定与系统内部稳定等价。

现代控制理论怎么判断一个系统的稳定性

稳定性 自动控制系统的种类很多，完成的功能也千差万别，有的用来控制温度的变化，有的却要跟踪飞机的飞行轨迹。但是所有系统都有一个共同的特点才能够正常地工作，也就是要满足稳定性的要求。 什么叫稳定性呢？我们可以通过一个简单的例子来理解稳定性的概念。如下图所示，一个钢球分别放在不同的两个木块上，A图放在木块的顶部，B图放在木块的底部。如果对图中的钢球施加一个力，使钢球离开原来的位置。A图的钢球就会向下滑落，不会在回到原来的位置。而B图中的钢球由于地球引力的作用，会在木块的底部做来回的滚动运动，当时间足够长时，小球最终还是要回到原来的位置。我们说A图所示的情况就是不稳定的，而B图的情况就是稳定的。 稳定性示意图 上面给出的是一个简单的物理系统，通过它我们对于稳定性有了一个基本的认识。稳定性可以这样定义：当一个实际的系统处于一个平衡的状态时（就相当于小球在木块上放置的状态一样）如果受到外来作用的影响时（相当于上例中对小球施加的力），系统经过一个过渡过程仍然能够回到原来的平衡状态，我们称这个系统就是稳定的，否则称系统不稳定。一个控制系统要想能够实现所要求的控制功能就必须是稳定的。在实际的应用系统中，由于系统中存在储能元件，并且每个元件都存在惯性。这样当给定系统的输入时，输出量一般会在期望的输出量之间摆动。此时系统会从外界吸收能量。对于稳定的系统振荡是减幅的，而对于不稳定的系统，振荡是增幅的振荡。前者会平衡于一个状态，后者却会不断增大直到系统被损坏。 既然稳定性很重要，那么怎么才能知道系统是否稳定呢？控制学家们给我们提出了很多系统稳定与否的判定定理。这些定理都是基于系统的数学模型，根据数学模型的形式，经过一定的计算就能够得出稳定与否的结论，这些定理中比较有名的有：劳斯判据、赫尔维茨判据、李亚谱若夫三个定理。这些稳定性的判别方法分别适合于不同的数学模型，前两者主要是通过判断系统的特征值是否小于零来判定系统是否稳定，后者主要是通过考察系统能量是否衰减来判定稳定性。 当然系统的稳定性只是对系统的一个基本要求，一个另人满意的控制系统必须还要满足许多别的指标，例如过渡时间、超调量、稳态误差、调节时间等。一个好的系统往往是这些方面的综合考虑的结果。

热工过程自动控制 什么样的过程控制系统是稳定的

稳、准、快(稳定性、准确性和快速性)是评价自动控制系统的品质常用三大指标

什么样的过程控制系统是稳定的？这涉及到其中的稳定性指标。

一，        稳定性指标

什么样的过程是稳定的？一般用衰减率品质指标Ψ耒评定，下图显示了一个定值自动控制系统的控制过程，图中：

Y  被控量(如：温度、流量、压力、物位…等)

t   时间

衰减率Ψ可用下式计算： Ψ= (B1-B2)÷B1

Ψ有4种状态：

1, Ψ﹤0     为渐扩振荡调节过程

2, Ψ=0      为等幅振荡；

3,  0﹤Ψ﹤1  为衰减振荡；

4, Ψ=1       为非周期；

其中：1,2状态是不稳定振荡过程，现场使用中是不能接受的。

理论上：Ψ最佳值为0.75～0.9；是可接受的稳定过程，但实际使用时，还要根据现场情况对三大指标权衡整定，如有些对象宁慢求稳时Ψ可接近1。

二，        那些控制系统容易稳定

什么样的系统是稳定的？很大程度取决于被控对象，实践证明：

1,俗称反应快的对象(如机械)，比反应慢的对象，即滞后时间长(尤其有纯滞后)、时间常数大的对象(如化工厂的炉、器、塔)，容易控制，不易出现振荡等不稳定状况；

2,从被控量耒看：位移、速度、角度、流量、压力…等参数，反应速度比温度、成份、液位…等快，故系统易稳定；

3,从理论上来看：数学模型低阶的系统比高阶系统稳定。

三，        如何提高系统稳定性

1, 自控系统设计要合理

合理的系统设计，运代现代的控制理论，釆用新算法，可以有效地提高调节品质，例如：前馈控制系统、串级控制系统可提前克服扰动，减少滞后影响，提高稳定性。

2, 整定参数要合适

不论釆用常规的自动化仪表PID调节器或者DCS等计算机控制系统，都涉及参数整定问题，也出现各种判据为基础的自整定、自适应…等算法，合适的整定参数是现场确保自动控制系统稳定运行的关键。