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1.4.1 稳定性
控制系统能够正常工作最基本的条件便是稳定,因此了解什么是自动控制系统的稳定性,以及如何判别系统是否稳定是极为重要的。
稳定性,通常指系统在受到干扰的时候工作状态(输出量)会偏离预期值,在干扰消失后系统能够恢复到平衡状态的能力。如果系统能够恢复平衡状态,那么该现象便称之为系统稳定,该系统则为稳定系统。
虽然在闭环系统中,负反馈的结构有一定的调节作用,但是参数设计若不够合理时,干扰消失后,被控量无法回到平衡状态,则可能会进入到等幅振荡或发散状态,而这样的现象称之为不稳定现象,该系统则被称之为不稳定系统。
图1-12和图1-13所示为两种不稳定系统的输出形式。可以看出如果系统受到干扰作用后,自身处于振荡或发散状态,映射到实际物理系统的时候,可能会出现元件和执行机构的大幅度磨损而失去原有作用,更甚至对被控对象造成破坏,这也是制定控制方案时需要极力避免的问题,不稳定的系统是无法在实际中被使用的。
图1-12 等幅振荡
图1-13 发散现象