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控制理论 Control theory
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2020年8月23日 (日) 09:53的版本
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2020年8月23日 (日) 09:53
→可控性和可观察性
第229行:
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机械的改变可以使设备(和控制系统)更加稳定。水手们增加压舱物以改善船只的稳定性。游轮使用从船侧横向延伸约30英尺(10米)的防侧翻鳍,并不断地绕轴旋转,以产生阻止侧翻的力。
机械的改变可以使设备(和控制系统)更加稳定。水手们增加压舱物以改善船只的稳定性。游轮使用从船侧横向延伸约30英尺(10米)的防侧翻鳍,并不断地绕轴旋转,以产生阻止侧翻的力。
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可控性和可观察性
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能控性和能观性
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能控性和能观性是系统分析中的主要问题,它直接影响到系统的可控性和稳定性。可控性与使用适当的控制信号使系统进入特定状态的可能性有关。如果一个状态是不可控的,那么没有信号将永远能够控制该状态。如果一个状态是不可控的,但它的动力学是稳定的,那么这个状态称为可稳定的。相反,可观测性与通过输出测量观测系统状态的可能性有关。如果一个状态不可观测,控制器将永远不能确定一个不可观测状态的行为,因此不能使用它来稳定系统。然而,类似于上面的稳定性条件,如果一个状态不能被观察到,它仍然可能是可检测的。
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能控性和能观性是系统分析中的主要问题,它影响着我们选用何种方式的控制策略,以及系统是否可控和稳定。能控性与使用适当的控制信号使系统进入特定状态的可能性有关。如果一个状态是不可控的,那么没有信号将永远能够控制该状态。如果一个状态是不可控的,但它的动力学是稳定的,那么这个状态称为能镇定的。相反,能观性与通过输出量度观测系统状态的可能性有关。如果一个状态不可观测,控制器将永远不能确定一个不可观测状态的行为,因此不能使用它来稳定系统。然而,类似于上面的镇定性条件,如果一个状态不能被观察到,它仍然可能是能检测的。
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从几何的角度来看,看待控制系统的每个变量的状态,这些变量的每个“坏”状态必须是可控和可观测的,以确保在闭环系统中的状态表达。也就是说,如果闭环系统的特征值之一不是可控和可观测的,这部分动态将保持不变。如果这样一个特征值不稳定,这个特征值的动力学将在闭环系统中将表示为不稳定的。在状态空间表示的传递函数实现中,不可观测的极点并不存在,这就是为什么在动力系统分析中有时倾向于后者的原因。
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如果从几何的角度来看待控制系统的每个变量的状态,这些变量的每个“坏”状态必须是能控和能观的,以确保闭环系统中的良好行为。也就是说,如果闭环系统的特征值之一不是可控和可观测的,这部分的动力学行为将不会在闭环系统中被改变。如果这样一个特征值不稳定,这个特征值将在闭环系统中体现出不稳定行为。在状态空间表示的传递函数中,不可观测的极点并不存在,这就是为什么在动力系统分析中有时倾向于使用后者的原因。
解决不可控或不可观测系统问题的方法包括增加执行器和传感器。
解决不可控或不可观测系统问题的方法包括增加执行器和传感器。
Leona Xiang
35
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