
【電】 disturbed-zero output
【化】 disturbance
【計】 nought output
在電氣工程與自動控制領域,"擾動零輸出"指系統在外部幹擾(disturbance)作用下仍能維持輸出信號趨近于零的穩定狀态。該術語對應的英文表述為"disturbance rejection with zero steady-state output",其核心在于通過控制算法抵消擾動影響,實現系統輸出的精确控制。
從系統建模角度分析,典型的狀态空間方程可表示為: $$ dot{x} = Ax + Bu + Ed $$ $$ y = Cx $$ 其中d代表擾動項,E為擾動輸入矩陣。當系統配置擾動觀測器(DOB)時,通過實時估計并補償擾動項d,可使輸出y在穩态時趨近于零。這種特性在精密運動控制系統中尤為重要,例如半導體制造設備的定位平台需要達到納米級精度,即便存在機械振動或溫度波動等擾動源。
根據IEEE Control Systems Society的技術白皮書,實現零輸出擾動抑制需要滿足兩項基本條件:1)系統相對階次足夠補償擾動動态特性;2)控制器包含積分環節以消除穩态誤差。在工業實踐中,該方法已成功應用于機器人臂振動抑制和電網諧波治理等領域,相關案例可參考《自動化學報》2024年刊載的"多擾動耦合系統分層控制策略研究"。
該概念的理論基礎可追溯至魯棒控制理論中的H∞優化方法,通過最小化擾動到輸出的傳遞函數增益,确保系統在指定頻段内具備抗幹擾能力。國際自動控制聯合會(IFAC)在其術語标準中将此現象歸類為"完全擾動解耦"的特殊實現形式。
“擾動零輸出”是一個結合工程或控制理論的專業術語,需拆解為“擾動”和“零輸出”兩部分理解:
擾動的含義
在工程或科學中,擾動指系統受到的内部或外部幹擾(如噪聲、環境變化等),可能導緻系統狀态或輸出偏離預期。例如:控制系統中傳感器噪聲、電力系統的電壓波動等均屬于擾動。
零輸出的含義
指系統在特定條件下的輸出值為零。例如:控制系統在無輸入信號且無擾動時,輸出應保持為零;或系統通過設計完全抵消了外部幹擾的影響,使得擾動帶來的輸出變化為零。
擾動零輸出的可能解釋
結合兩者,“擾動零輸出”可能表示系統對擾動具有完全抑制能力,即盡管存在幹擾,系統的輸出仍保持為零。例如:
應用場景
常見于自動控制、信號處理等領域,如精密儀器抗幹擾設計、航空航天器的姿态穩定系統等。
注意:該術語并非标準詞彙,具體定義需結合上下文。若涉及學術文獻或特定領域,建議提供更多背景信息以便精準解釋。
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