多導體系統
[拼音]:wendingxing
[英文]:stability
系統受到擾動後其運動能保持在有限邊界的區域內或回覆到原平衡狀態的效能。穩定性問題是自動控制理論研究的基本問題之一。穩定性分為狀態穩定性和有界輸入-有界輸出穩定性。
狀態穩定性
如果充分小的初始擾動只引起系統偏離平衡狀態的充分小的受擾運動,則稱系統是穩定的。如果當時間趨於無窮大時,所有這些受擾運動均回覆到原平衡狀態,則稱系統是漸近穩定的。如果對任意初始擾動引起的受擾運動,系統都能隨時間趨於無窮大而回復到平衡狀態,則稱系統是全域性或大範圍漸近穩定的。
有界輸入-有界輸出穩定性
如果對應於每個有界的輸入,系統的輸出均是有界的,就稱系統是有界輸入-有界輸出穩定的,簡稱BIBO穩定。一個向量訊號稱為有界,是指組成訊號的每一個分量的函式值都為有限值。對於可用常係數線性微分方程描述的系統,在系統是聯合能控和能觀測時(見能控性和能觀測性),BIBO穩定等價於全域性漸近穩定。線上性控制理論中,系統穩定即指其平衡狀態是全域性漸近穩定。
穩定性的判別
判定系統穩定性主要有兩種方法:
(1)李雅普諾夫方法:它同時適用於線性系統和非線性系統,定常系統和時變系統。對於線性定常系統,這種方法在使用上並不簡便(見李雅普諾夫穩定性理論。
(2)基於對系統傳遞函式的極點分佈的判別方法:只適用於線性定常系統。傳遞函式的極點即是其分母多項式為零的代數方程的根。這種方法在應用上比較簡便。其中按代數方法進行判別的為代數穩定判據,如勞思穩定判據和胡爾維茨穩定判據;按複變函式方法進行判別的有奈奎斯特穩定判據和米哈伊洛夫穩定判據;按圖解方法通過研究極點隨增益的變化關係來進行判別的為根軌跡法。除此之外,在研究某些型別的穩定性問題時,也常採用波波夫穩定判據。而泛函分析和微分幾何的方法也已在研究穩定性問題中得到應用。