
【电】 disturbed-zero output
【化】 disturbance
【计】 nought output
在电气工程与自动控制领域,"扰动零输出"指系统在外部干扰(disturbance)作用下仍能维持输出信号趋近于零的稳定状态。该术语对应的英文表述为"disturbance rejection with zero steady-state output",其核心在于通过控制算法抵消扰动影响,实现系统输出的精确控制。
从系统建模角度分析,典型的状态空间方程可表示为: $$ dot{x} = Ax + Bu + Ed $$ $$ y = Cx $$ 其中d代表扰动项,E为扰动输入矩阵。当系统配置扰动观测器(DOB)时,通过实时估计并补偿扰动项d,可使输出y在稳态时趋近于零。这种特性在精密运动控制系统中尤为重要,例如半导体制造设备的定位平台需要达到纳米级精度,即便存在机械振动或温度波动等扰动源。
根据IEEE Control Systems Society的技术白皮书,实现零输出扰动抑制需要满足两项基本条件:1)系统相对阶次足够补偿扰动动态特性;2)控制器包含积分环节以消除稳态误差。在工业实践中,该方法已成功应用于机器人臂振动抑制和电网谐波治理等领域,相关案例可参考《自动化学报》2024年刊载的"多扰动耦合系统分层控制策略研究"。
该概念的理论基础可追溯至鲁棒控制理论中的H∞优化方法,通过最小化扰动到输出的传递函数增益,确保系统在指定频段内具备抗干扰能力。国际自动控制联合会(IFAC)在其术语标准中将此现象归类为"完全扰动解耦"的特殊实现形式。
“扰动零输出”是一个结合工程或控制理论的专业术语,需拆解为“扰动”和“零输出”两部分理解:
扰动的含义
在工程或科学中,扰动指系统受到的内部或外部干扰(如噪声、环境变化等),可能导致系统状态或输出偏离预期。例如:控制系统中传感器噪声、电力系统的电压波动等均属于扰动。
零输出的含义
指系统在特定条件下的输出值为零。例如:控制系统在无输入信号且无扰动时,输出应保持为零;或系统通过设计完全抵消了外部干扰的影响,使得扰动带来的输出变化为零。
扰动零输出的可能解释
结合两者,“扰动零输出”可能表示系统对扰动具有完全抑制能力,即尽管存在干扰,系统的输出仍保持为零。例如:
应用场景
常见于自动控制、信号处理等领域,如精密仪器抗干扰设计、航空航天器的姿态稳定系统等。
注意:该术语并非标准词汇,具体定义需结合上下文。若涉及学术文献或特定领域,建议提供更多背景信息以便精准解释。
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