
【電】 conditional stabilized
capitulation; condition; factor; if; prerequisite; qualification; requirement
term
【計】 condition; criteria
【醫】 condition
【經】 condition; proviso; terms
【計】 degree of stabiliy
【醫】 stability
在工程學與系統動力學領域,“條件性穩定度”(conditional stability)指系統在特定約束或參數範圍内維持穩定狀态的能力。這一概念強調穩定性對初始條件、外部輸入或系統參數的依賴性,常見于控制理論、機械振動分析和電路設計中。
根據《IEEE控制系統标準術語庫》定義,條件性穩定度通常通過系統傳遞函數的極點分布來量化。當系統極點全部位于複平面左半部時,系統具有絕對穩定性;若存在臨界參數使得極點跨越虛軸,則系統僅在該參數阈值内保持穩定。其數學表達可表示為: $$ lim_{t to infty} |x(t)| leq K e^{-sigma t} $$ 其中$sigma$為衰減系數,$K$為初始條件相關的常數,該不等式成立的條件域即為穩定度的有效範圍。
牛津工程詞典特别指出,條件性穩定度與絕對穩定度的核心區别在于前者包含顯式的約束聲明。例如:PID控制器在溫度控制系統中可能表現出條件性穩定,當環境溫度波動超出設計阈值時,系統将進入振蕩狀态。該特性在航空航天控制領域尤為重要,NASA的飛行器姿态控制系統設計手冊中多次強調參數敏感度分析對條件性穩定度評估的必要性。
條件性穩定度是大氣科學中的重要概念,主要用于描述氣塊在特定熱力條件下的垂直運動穩定性。以下是綜合多個資料的詳細解釋:
基本定義
條件性穩定度指氣塊在垂直運動中是否趨于回到原位置的特性,其判斷依據是環境大氣中的假相當位溫(θse)隨高度的變化。當氣塊上升時若發生水相變(如凝結釋放潛熱),此時若θse隨高度減小,則為條件性不穩定;反之則為條件性穩定。
數學表達式
根據公式:
$$
IL = theta{se}^*(T) - theta{se0}
$$
其中:
與絕對穩定度的區别
條件性穩定度的特殊性在于其考慮了水相變的影響。例如在幹空氣中穩定的氣層,若氣塊上升時發生凝結釋放潛熱,可能導緻實際溫度高于環境溫度,從而轉為不穩定狀态。
實際應用
該指标在氣象預報中尤為重要,常用于判斷雷暴、暴雨等對流天氣的潛勢。當大氣層結呈現條件性不穩定時,配合擡升機制(如地形擡升或鋒面擡升)即可觸發強烈對流。
擴展概念
相關術語包括:
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