閉環穩定性英文解釋翻譯、閉環穩定性的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 closed loopstability

分詞翻譯：

閉環的英語翻譯：

【化】 closed loop

穩定的英語翻譯：

level off; stabilize
【醫】 stabilization
【經】 stability; stabilization

專業解析

閉環穩定性（Closed-loop Stability）是控制理論中的核心概念，指一個帶有反饋回路（閉環）的系統在受到擾動或輸入變化後，其輸出能夠最終達到并維持在一個期望的平衡狀态或跟蹤期望軌迹的能力。從漢英詞典角度看：

閉環 (Closed-loop)：指系統輸出信號被測量并反饋回來與輸入信號（參考信號）進行比較，形成閉合回路的控制結構。
穩定性 (Stability)：指系統在受到有界輸入或初始擾動後，其輸出響應是有界的，不會發散到無窮大。

核心含義：一個閉環控制系統是穩定的，意味着其内部反饋機制能夠有效地抑制擾動、補償不确定性，并确保系統動态行為最終收斂到期望狀态。這是控制系統能夠安全、可靠、有效運行的最基本要求。

關鍵特征與判斷依據：

系統響應的收斂性：當系統受到脈沖、階躍等典型輸入或初始狀态擾動時，其輸出響應（如位置、速度、溫度等被控量）會經曆一個瞬态過程，但最終會趨于并穩定在期望值附近或期望軌迹上，而不是持續振蕩或發散。
極點位置：對于線性時不變（LTI）系統，閉環穩定性完全由其閉環傳遞函數的極點（即閉環特征方程的根）在複平面上的位置決定：
- 穩定：所有閉環極點都具有負實部（位于複平面的左半平面）。這保證了系統響應的指數衰減特性。
- 臨界穩定：極點在虛軸上（實部為零）且無重根。系統表現為等幅振蕩（如無阻尼振蕩）。
- 不穩定：存在至少一個極點在右半平面（實部為正）。系統響應會指數增長發散。
- 數學上，閉環特征方程通常為：$$1 + G(s)H(s) = 0$$ 其中 (G(s)) 是前向通道傳遞函數，(H(s)) 是反饋通道傳遞函數。該方程的根即為閉環極點。
穩定性判據：工程實踐中，常使用代數判據（如勞斯-赫爾維茨判據）或頻域判據（如奈奎斯特判據、伯德圖）來判斷閉環系統的穩定性，而無需顯式求解極點。這些方法通過分析開環頻率特性或特征方程的系數關系來得出結論。
魯棒穩定性：實際系統中，模型存在不确定性（參數變化、未建模動态）。魯棒穩定性指系統在存在這些不确定性時，仍能保持閉環穩定的能力。這是現代控制設計（如 (H_infty) 控制）的重要目标。

工程重要性：閉環穩定性是任何自動控制系統（如機器人、航空航天器、過程工業、電力系統、汽車電子）設計的首要目标。不穩定的系統會導緻控制失效、設備損壞甚至安全事故。工程師在設計控制器（如PID控制器、狀态反饋、自適應控制）時，必須嚴格保證閉環系統的穩定性，并在此基礎上優化性能指标（如響應速度、穩态精度、抗擾性）。

權威參考來源：

Franklin, G. F., Powell, J. D., & Emami-Naeini, A. (2019). Feedback Control of Dynamic Systems (8th ed.). Pearson. (經典教材，系統闡述穩定性理論) 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. (廣泛使用的教材，包含詳細穩定性分析方法) 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. (權威學會提供的入門資源，涵蓋穩定性概念) https://www.ieeecss.org/control-system-design-basics
MathWorks Documentation. (n.d.). Stability Analysis. (MATLAB/Simulink官方文檔，提供實用穩定性分析工具說明) 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，可作為起點) https://en.wikipedia.org/wiki/Control_theory

網絡擴展解釋

閉環穩定性是控制系統中描述閉環系統在擾動作用下能否維持平衡狀态或恢複預期輸出的核心概念。以下是詳細解釋：

一、定義

閉環穩定性指閉環系統在受到擾動後，輸出仍能通過反饋調節收斂到設定值或平衡狀态的能力。其核心在于系統具有抗幹擾性和自我調節性，即使輸出偏離目标，也能通過反饋回路自動修正。

二、判斷方法

奈奎斯特穩定判據
通過分析開環傳遞函數 ( G(s)H(s) ) 的奈奎斯特曲線是否繞臨界點 ((-1, j0)) 來判斷閉環穩定性。若曲線不包圍該點，則系統穩定。
特征方程根的位置
閉環系統的特征方程為 ( F(s)=1+G(s)H(s) )，若其根（即極點）全部位于複平面左半側，則系統穩定。

三、影響因素

開環傳遞函數與臨界點的距離：開環傳遞函數的奈奎斯特曲線離 ((-1, j0)) 越遠，閉環系統的相對穩定性越高（震蕩越小）。
反饋機制：閉環通過實時反饋調整輸入，相比開環系統更易實現穩定。

四、應用場景

工業控制：如溫度、壓力控制系統中，閉環穩定性确保實際測量值快速逼近設定值。
數字控制系統：計算機作為控制器時，需通過算法保證閉環穩定性。

五、擴展概念

BIBO穩定性：有界輸入産生有界輸出，是閉環穩定性的重要判據。
相對穩定性：衡量系統穩定程度的指标，常用相位裕度和幅值裕度表示。

如需進一步了解穩定性判據的數學推導或案例分析，可參考控制理論教材或專業文獻。