闭环稳定性英文解释翻译、闭环稳定性的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 closed loopstability

分词翻译：

闭环的英语翻译：

【化】 closed loop

稳定的英语翻译：

level off; stabilize
【医】 stabilization
【经】 stability; stabilization

专业解析

闭环稳定性（Closed-loop Stability）是控制理论中的核心概念，指一个带有反馈回路（闭环）的系统在受到扰动或输入变化后，其输出能够最终达到并维持在一个期望的平衡状态或跟踪期望轨迹的能力。从汉英词典角度看：

闭环 (Closed-loop)：指系统输出信号被测量并反馈回来与输入信号（参考信号）进行比较，形成闭合回路的控制结构。
稳定性 (Stability)：指系统在受到有界输入或初始扰动后，其输出响应是有界的，不会发散到无穷大。

核心含义：一个闭环控制系统是稳定的，意味着其内部反馈机制能够有效地抑制扰动、补偿不确定性，并确保系统动态行为最终收敛到期望状态。这是控制系统能够安全、可靠、有效运行的最基本要求。

关键特征与判断依据：

系统响应的收敛性：当系统受到脉冲、阶跃等典型输入或初始状态扰动时，其输出响应（如位置、速度、温度等被控量）会经历一个瞬态过程，但最终会趋于并稳定在期望值附近或期望轨迹上，而不是持续振荡或发散。
极点位置：对于线性时不变（LTI）系统，闭环稳定性完全由其闭环传递函数的极点（即闭环特征方程的根）在复平面上的位置决定：
- 稳定：所有闭环极点都具有负实部（位于复平面的左半平面）。这保证了系统响应的指数衰减特性。
- 临界稳定：极点在虚轴上（实部为零）且无重根。系统表现为等幅振荡（如无阻尼振荡）。
- 不稳定：存在至少一个极点在右半平面（实部为正）。系统响应会指数增长发散。
- 数学上，闭环特征方程通常为：$$1 + G(s)H(s) = 0$$ 其中 (G(s)) 是前向通道传递函数，(H(s)) 是反馈通道传递函数。该方程的根即为闭环极点。
稳定性判据：工程实践中，常使用代数判据（如劳斯-赫尔维茨判据）或频域判据（如奈奎斯特判据、伯德图）来判断闭环系统的稳定性，而无需显式求解极点。这些方法通过分析开环频率特性或特征方程的系数关系来得出结论。
鲁棒稳定性：实际系统中，模型存在不确定性（参数变化、未建模动态）。鲁棒稳定性指系统在存在这些不确定性时，仍能保持闭环稳定的能力。这是现代控制设计（如 (H_infty) 控制）的重要目标。

工程重要性：闭环稳定性是任何自动控制系统（如机器人、航空航天器、过程工业、电力系统、汽车电子）设计的首要目标。不稳定的系统会导致控制失效、设备损坏甚至安全事故。工程师在设计控制器（如PID控制器、状态反馈、自适应控制）时，必须严格保证闭环系统的稳定性，并在此基础上优化性能指标（如响应速度、稳态精度、抗扰性）。

权威参考来源：

Franklin, G. F., Powell, J. D., & Emami-Naeini, A. (2019). Feedback Control of Dynamic Systems (8th ed.). Pearson. (经典教材，系统阐述稳定性理论) https://www.pearson.com/en-us/subject-catalog/p/feedback-control-of-dynamic-systems/P200000003229/9780136019695
Ogata, K. (2010). Modern Control Engineering (5th ed.). Prentice Hall. (广泛使用的教材，包含详细稳定性分析方法) https://www.pearson.com/us/higher-education/program/Ogata-Modern-Control-Engineering-5th-Edition/PGM334095.html
IEEE Control Systems Society. (n.d.). Control System Design Basics. (权威学会提供的入门资源，涵盖稳定性概念) https://www.ieeecss.org/control-system-design-basics
MathWorks Documentation. (n.d.). Stability Analysis. (MATLAB/Simulink官方文档，提供实用稳定性分析工具说明) https://www.mathworks.com/help/control/ug/stability-analysis.html
Wikipedia contributors. (2023, October 25). Control theory. In Wikipedia, The Free Encyclopedia. (提供概述和基本概念，可作为起点) https://en.wikipedia.org/wiki/Control_theory

网络扩展解释

闭环稳定性是控制系统中描述闭环系统在扰动作用下能否维持平衡状态或恢复预期输出的核心概念。以下是详细解释：

一、定义

闭环稳定性指闭环系统在受到扰动后，输出仍能通过反馈调节收敛到设定值或平衡状态的能力。其核心在于系统具有抗干扰性和自我调节性，即使输出偏离目标，也能通过反馈回路自动修正。

二、判断方法

奈奎斯特稳定判据
通过分析开环传递函数 ( G(s)H(s) ) 的奈奎斯特曲线是否绕临界点 ((-1, j0)) 来判断闭环稳定性。若曲线不包围该点，则系统稳定。
特征方程根的位置
闭环系统的特征方程为 ( F(s)=1+G(s)H(s) )，若其根（即极点）全部位于复平面左半侧，则系统稳定。

三、影响因素

开环传递函数与临界点的距离：开环传递函数的奈奎斯特曲线离 ((-1, j0)) 越远，闭环系统的相对稳定性越高（震荡越小）。
反馈机制：闭环通过实时反馈调整输入，相比开环系统更易实现稳定。

四、应用场景

工业控制：如温度、压力控制系统中，闭环稳定性确保实际测量值快速逼近设定值。
数字控制系统：计算机作为控制器时，需通过算法保证闭环稳定性。

五、扩展概念

BIBO稳定性：有界输入产生有界输出，是闭环稳定性的重要判据。
相对稳定性：衡量系统稳定程度的指标，常用相位裕度和幅值裕度表示。

如需进一步了解稳定性判据的数学推导或案例分析，可参考控制理论教材或专业文献。