控制系統內部穩定性與外部穩定性,對系統內部部分穩定性分析有沒有意義

2021-03-11 08:35:46 字數 2788 閱讀 8996

1樓:匿名使用者

根據輸入輸出復描述來研究系統的制穩定性

性屬於外部穩定性分析。對輸入的不同性質可引出不同的穩定性定義。普通應用的是有界輸入有界輸出(bibo)穩定。

對於零初始狀態的線性系統bibo穩定的充要條件是對任意有界輸入,其輸出是有界的。

依據狀態空間描述來研究系統的穩定性屬於內部穩定性分析。如果由任意非零初始狀態引起的零輸入響應有界且漸近,即成立,則稱線性系統在初態時刻內部穩定。內部穩定性可根據狀態轉移矩陣直接判斷。

即充要條件是對於線性定常系統,若內部穩定即漸近穩定,則系統必為bibo穩定即外部穩定,但bibo穩定不能保證系統為內部穩定。

在系統完全能控和完全能觀測的條件下,系統外部穩定與系統內部穩定等價。

2樓:匿名使用者

外部穩定性:若系統對所有有界輸入引起的零狀態響應的輸出都是有界的。

內部穩定性:系統在受到小的外界擾動後,系統的狀態方程的收斂性與輸入作用無關。

系統的穩定性都是相對平衡狀態而言的。

3樓:匿名使用者

不明白啊,不知道樓主說的是什麼

對系統內部部分穩定性分析有沒有意義

4樓:匿名使用者

國數學家和力學家a.m.李雅普諾夫在2023年所創立的用於分析系統穩定性的理論。

對於控制系統,穩定性是需要研究的一個基本問題。在研究線性定常系統時,已有許多判據如代數穩定判據、奈奎斯特穩定判據等可用來判定系統的穩定性。李雅普諾夫穩定性理論能同時適用於分析線性系統和非線性系統、定常系統和時變系統的穩定性,是更為一般的穩定性分析方法。

李雅普諾夫穩定性理論主要指李雅普諾夫第二方法,又稱李雅普諾夫直接法。李雅普諾夫第二方法可用於任意階的系統,運用這一方法可以不必求解系統狀態方程而直接判定穩定性。對非線性系統和時變系統,狀態方程的求解常常是很困難的,因此李雅普諾夫第二方法就顯示出很大的優越性。

與第二方法相對應的是李雅普諾夫第一方法,又稱李雅普諾夫間接法,它是通過研究非線性系統的線性化狀態方程的特徵值的分佈來判定系統穩定性的。第一方法的影響遠不及第二方法。在現代控制理論中,李雅普諾夫第二方法是研究穩定性的主要方法,既是研究控制系統理論問題的一種基本工具,又是分析具體控制系統穩定性的一種常用方法。

李雅普諾夫第二方法的侷限性,是運用時需要有相當的經驗和技巧,而且所給出的結論只是系統為穩定或不穩定的充分條件;但在用其他方法無效時,這種方法還能解決一些非線性系統的穩定性問題。   發展概況  從19世紀末以來,李雅普諾夫穩定性理論一直指導著關於穩定性的研究和應用。不少學者遵循李雅普諾夫所開闢的研究路線對第二方法作了一些新的發展。

一方面,李雅普諾夫第二方法被推廣到研究一般系統的穩定性。例如,2023年,в.и.祖博夫將李雅普諾夫方法用於研究度量空間中不變集合的穩定性。隨後,j.

p.拉薩爾等又對各種形式抽象系統的李雅普諾夫穩定性進行了研究。在這些研究中,系統的描述不限於微分方程或差分方程,運動平衡狀態已採用不變集合表示,李雅普諾夫函式是在更一般意義下定義的。

2023年,d.布肖對錶徵在集合與對映水平上的系統建立了李雅普諾夫第二方法。這時,李雅普諾夫函式已不在實數域上取值,而是在有序定義的半格上取值。

另一方面,李雅普諾夫第二方法被用於研究大系統或多級系統的穩定性。此時,李雅普諾夫函式被推廣為向量形式,稱為向量李雅普諾夫函式。用這種方法可建立大系統穩定性的充分條件。

  系統的受擾運動和平衡狀態  穩定性問題的實質是考察系統由初始狀態擾動引起的受擾運動能否趨近或返回到原平衡狀態。用x0表示初始狀態擾動,則受擾運動就是系統狀態方程 凧=f(x,t)在初始時刻 t0時受到狀態擾動x(t0)=x0後的解。其中x是n維狀態向量,f(x,t)是以x和時間t為自變數的一個n維非線性向量函式。

在滿足一定條件時,這個狀態方程有惟一解。系統的受擾運動是隨時間 t而變化的,而其變化又與初始擾動 x0和作用時刻t0有直接的關係,數學上表示為依賴於這些量的一個向量函式,記為φ(t; x0,t0)。在以狀態x的分量為座標軸構成的狀態空間中,隨著時間t增加,受擾運動φ(t; x0,t0)表現為從 x0點出發的一條軌線。

平衡狀態是系統處於相對靜止時的運動狀態,用xe表示,其特點是對時間的導數恆等於零,可由求解函式方程f(xe,t)=0來定出。為便於表示和分析,常把平衡點xe規定為狀態空間的原點,這可通過適當的座標變換來實現。因此李雅普諾夫第二方法可歸結為研究受擾運動軌線相對於狀態空間原點的穩定性。

  李雅普諾夫意義下的穩定性  指對系統平衡狀態為穩定或不穩定所規定的標準。主要涉及穩定、漸近穩定、大範圍漸近穩定和不穩定。   ①穩定 用 s(ε)表示狀態空間中以原點為球心以ε為半徑的一個球域,s(δ)表示另一個半徑為 δ的球域。

如果對於任意選定的每一個域s(ε),必然存在相應的一個域s(δ),其中δ<ε,使得在所考慮的整個時間區間內,從域 s(δ)內任一點 x0出發的受擾運動φ(t;x0,t0)的軌線都不越出域s(ε),那麼稱原點平衡狀態 xe=0是李雅普諾夫意義下穩定的。  ②漸近穩定 如果原點平衡狀態是李雅普諾夫意義下穩定的,而且在時間t趨於無窮大時受擾運動φ(t;x0,t0)收斂到平衡狀態xe=0,則稱系統平衡狀態是漸近穩定的。從實用觀點看,漸近穩定比穩定重要。

在應用中,確定漸近穩定性的最大範圍是十分必要的,它能決定受擾運動為漸近穩定前提下初始擾動x0的最大允許範圍。   ③大範圍漸近穩定 又稱全域性漸近穩定,是指當狀態空間中的一切非零點取為初始擾動x0時,受擾運動φ(t;x0,t0)都為漸近穩定的一種情況。在控制工程中總是希望系統具有大範圍漸近穩定的特性。

系統為全域性漸近穩定的必要條件是它在狀態空間中只有一個平衡狀態。   ④不穩定 如果存在一個選定的球域s(ε),不管把域s(δ)的半徑取得多麼小,在s(δ)內總存在至少一個點x0,使由這一狀態出發的受擾運動軌線脫離域 s(ε),則稱系統原點平衡狀態xe=0是不穩定的

物質的穩定性與什麼有關,物質的穩定性由什麼決定?

組成物質的元素的穩定性有關,還和組成物質的結構有關 物質的穩定性由什麼決定?首先要明確物質的穩定性與化學鍵有關,而與 分子間作用力 範德華力和氫鍵 無關。其次 化學鍵的鍵長越短,鍵能越大,物質越穩定 什麼是物質的穩定性和反應活性 穩定性即物質不與其他物質反應且自身不分解能夠穩定存在的特性反應活性是反...

關於電腦配置的穩定性,關於電腦配置的穩定性

這套配置 說實話 沒有什麼可改動的了,除了主機板怕是代工貨,其他可以說是絕配了 不管是玩大型3d遊戲,還是作圖,都是綽綽有餘了。穩定性也應該不錯的。至少我是挑不出什麼毛病了。不錯的配置。電源貌似有點次了 個人認為 你這配置需要上300塊的電源才能保證穩定性 那麼多錢都花了 不在乎加100塊換個電源吧...

非線性控制系統的應用,研究非線性系統穩定性可應用哪些方法

在工程上還經常遇到一類弱非線性系統,即特性和運動模式與線性系統相差很小的系統。對於這類系統通常以線性系統模型作為一階近似,得出結果後再根據系統的弱非線性加以修正,以便得到較精確的結果。攝動方法是處理這類系統的常用工具。而對於本質非線性系統,則需要用分段線性化法等非線性理論和方法來處理。現代廣泛應用於...