
【电】 feedback control system
【电】 feedback
【化】 control system
回馈控制系统(Feedback Control System)
在控制工程领域,回馈控制系统(又称反馈控制系统)指通过实时监测输出信号并与期望值(参考输入)比较,利用偏差信号调整系统行为的闭环控制系统。其核心是通过反馈回路实现系统的自我修正,以提升稳定性、精度和抗干扰能力。以下从核心概念、数学表达及典型应用展开说明:
闭环结构(Closed-loop)
系统输出量被传感器实时采集,并反馈至输入端与参考输入比较,生成误差信号(Error Signal)。控制器根据误差信号计算控制量,驱动执行器调节被控对象,形成闭环。例如恒温器通过测量室温与设定温度的偏差,控制加热器开关。
核心组件
回馈控制系统的动态行为常通过传递函数描述。设开环传递函数为 ( G(s)H(s) )(( G(s) )为前向通路,( H(s) )为反馈通路),则闭环传递函数为:
$$
T(s) = frac{G(s)}{1 + G(s)H(s)}
$$
稳定性判据:系统稳定的充要条件是闭环特征方程 ( 1 + G(s)H(s) = 0 ) 的根均位于复平面左半侧(即实部为负)。奈奎斯特判据(Nyquist Criterion)或劳斯-赫尔维茨判据(Routh-Hurwitz Criterion)为常用分析方法。
化工反应器中温度、压力的PID控制,确保反应条件稳定。
巡航控制系统通过反馈调节油门开度,维持车速恒定。
飞行器姿态控制(如陀螺仪反馈角速度信号至飞控计算机)。
链接:https://ocw.mit.edu/courses/16-30-feedback-control-systems-fall-2010/
(注:以上链接为示例性权威来源,实际引用需确保有效性。)
回馈控制系统(反馈控制系统)是一种通过实时监测输出结果并调整输入行为,使系统输出趋近于设定目标的自动控制机制。其核心思想是通过“反馈”形成闭环,持续修正偏差,提升系统的稳定性和精确性。
反馈控制系统的核心公式可简化为:
$$
text{控制量} = K_p cdot e(t) + K_i int e(t) , dt + K_d frac{de(t)}{dt}
$$
其中,( e(t) ) 为偏差,( K_p )、( K_i )、( K_d ) 分别为比例、积分、微分系数(PID控制)。
若需进一步了解具体实现或案例分析,可提供更具体的场景或领域。
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