
【計】 many variable system; multivariable system
多變量系統(Multivariable System)指包含兩個或以上輸入變量與輸出變量的動态控制系統。這類系統的核心特征在于變量間的耦合效應,即單個輸入可能影響多個輸出參數,需通過現代控制理論實現解耦與協調控制。
從工程實踐角度,多變量系統常見于工業過程控制(如化工精餾塔)、航空航天(飛行器姿态控制)和能源系統(智能電網管理)等領域。其數學描述通常采用狀态空間方程: $$ dot{x}(t) = Ax(t) + Bu(t) y(t) = Cx(t) + Du(t) $$ 其中狀态向量$xinmathbb{R}^n$,輸入$uinmathbb{R}^m$,輸出$yinmathbb{R}^p$構成多維變量關系。
相較于單變量系統,多變量控制面臨的主要挑戰包括:
參考文獻: 維基百科"Multivariable control"詞條 IEEE Xplore文獻庫《Modern Control Systems》 ScienceDirect《Systems & Control Letters》期刊 MIT開放課程《多變量控制系統設計》
多變量系統(Multivariable Systems)是指具有多個輸入量和/或多個輸出量的系統,也稱為多輸入多輸出(MIMO)系統。與單變量系統(單輸入單輸出,SISO)相比,其控制複雜度顯著增加,主要由于變量間的交互作用和耦合效應。以下是詳細解釋:
多變量系統的核心特征是輸入與輸出變量的多元性。例如,汽輪機的蒸汽壓力和轉速控制、精餾塔的塔頂和塔底溫度控制等均屬于此類系統。其複雜性體現在:
多變量系統研究是現代控制理論的核心内容,尤其在複雜工業過程、機器人協同控制等領域具有重要價值。其非線性、高維度的特性也推動了數學建模與優化算法的進步。
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