
【電】 feedback control system
【電】 feedback
【化】 control system
回饋控制系統(Feedback Control System)
在控制工程領域,回饋控制系統(又稱反饋控制系統)指通過實時監測輸出信號并與期望值(參考輸入)比較,利用偏差信號調整系統行為的閉環控制系統。其核心是通過反饋回路實現系統的自我修正,以提升穩定性、精度和抗幹擾能力。以下從核心概念、數學表達及典型應用展開說明:
閉環結構(Closed-loop)
系統輸出量被傳感器實時采集,并反饋至輸入端與參考輸入比較,生成誤差信號(Error Signal)。控制器根據誤差信號計算控制量,驅動執行器調節被控對象,形成閉環。例如恒溫器通過測量室溫與設定溫度的偏差,控制加熱器開關。
核心組件
回饋控制系統的動态行為常通過傳遞函數描述。設開環傳遞函數為 ( G(s)H(s) )(( G(s) )為前向通路,( H(s) )為反饋通路),則閉環傳遞函數為:
$$
T(s) = frac{G(s)}{1 + G(s)H(s)}
$$
穩定性判據:系統穩定的充要條件是閉環特征方程 ( 1 + G(s)H(s) = 0 ) 的根均位于複平面左半側(即實部為負)。奈奎斯特判據(Nyquist Criterion)或勞斯-赫爾維茨判據(Routh-Hurwitz Criterion)為常用分析方法。
化工反應器中溫度、壓力的PID控制,确保反應條件穩定。
巡航控制系統通過反饋調節油門開度,維持車速恒定。
飛行器姿态控制(如陀螺儀反饋角速度信號至飛控計算機)。
鍊接:https://ocw.mit.edu/courses/16-30-feedback-control-systems-fall-2010/
(注:以上鍊接為示例性權威來源,實際引用需确保有效性。)
回饋控制系統(反饋控制系統)是一種通過實時監測輸出結果并調整輸入行為,使系統輸出趨近于設定目标的自動控制機制。其核心思想是通過“反饋”形成閉環,持續修正偏差,提升系統的穩定性和精确性。
反饋控制系統的核心公式可簡化為:
$$
text{控制量} = K_p cdot e(t) + K_i int e(t) , dt + K_d frac{de(t)}{dt}
$$
其中,( e(t) ) 為偏差,( K_p )、( K_i )、( K_d ) 分别為比例、積分、微分系數(PID控制)。
若需進一步了解具體實現或案例分析,可提供更具體的場景或領域。
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