[發明專利]內穩閉環系統及其穩定性判斷方法

在審

• 申請號: 202011572891.X
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112540598A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 朱明;朱嘉慧
• 申請（專利權）人: 朱嘉慧
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種內穩閉環系統及其穩定性判斷方法，特別是采用穩定極點環節構建的內穩閉環系統與適用于內穩閉環系統的穩定性判斷方法，屬于自動控制系統及裝置和自控系統穩定性判斷方法。內穩閉環系統是由穩定極點環節構成，內穩閉環系統其環路通道傳遞函數的極點均為穩定極點。穩定極點環節包括積分環節、慣性環節和振蕩環節，穩定極點環節、比例環節及比較環節或疊加環節均可采用受控源電路或運算放大器電路實現。內穩閉環系統穩定性判據：當環路通道幅相頻率特性曲線與正實軸(1～∞)段有交點時內穩閉環系統不穩定，無交點則穩定。內穩閉環系統是一類具有特殊性能的閉環系統。內穩閉環系統的穩定性判斷特別簡單實用，在實際工程中具有很大的應用價值。

技術領域

本發明涉及一種內穩閉環系統及其穩定性判斷方法，特別是采用穩定極點環節構建的內穩閉環系統與適用于內穩閉環系統的穩定性判斷方法，屬于自動控制系統及裝置和自控系統穩定性判斷方法。

背景技術

隨著社會與技術的發展，自控系統的應用日益普遍，但同時自控系統也變得日益復雜。自控理論經歷了經典控制理論、現代控制理論，目前正在向智能控制理論發展，但由于控制理論本身的復雜性，無論是智能控制理論還是現代控制理論或經典控制理論都還在不斷深入發展完善中。

自動控制系統的特性分析常用到復數運算。

復數：為實部x與虛部y兩個實數的組合數，虛部帶虛數單位κ即κy則稱為虛數，虛數單位運算時視為常數，復數的符號上有兩點以示與實數的區別，復數與平面矢量對應，因此具有與平面矢量一致性質。

復數的性質：

1、復數的表示：

2、共軛的定義：

3、復數的加減：

4、復數的乘法：

5、復數的除法：

6、復數的共軛：

自控系統由基本環節構成，基本環節共14種，包括13種線性環節和1種非線性延遲環節。線性環節包括1種靜態比例環節和12種動態環節。

12種動態環節包括6種零點環節和6種極點環節，在復平面上的分布如圖1所示。

6種零點環節包括：微分環節微比環節反微比環節二階微比環節二階反微比環節中極微比環節

6種極點環節包括：積分環節慣性環節反慣性環節二階振蕩環節二階反振蕩環節等幅振蕩環節

其中：二階振蕩環節簡稱振蕩環節，阻尼比時稱為強振環節，阻尼比時稱為臨界振蕩環節，阻尼比時稱為弱振環節。

比例環節與微分環節、積分環節、微比環節、慣性環節、二階微比環節、二階振蕩環節一起合稱為常用環節。常用環節與延遲環節常合稱為典型環節。

反微比環節、反慣性環節、二階反微比環節、二階反振蕩環節、中極微比環節、等幅振蕩環節這6種環節一起合稱為非常用環節。

基本環節G_B另稱為正相環節或同相環節，-G_B則稱為負相環節或反相環節。

自控系統有各種各樣的裝置型式，其中尤其以電路或電子電路最為典型。

電路由元件和元塊構成，電路分為直流電路、正弦交流電路、暫態電路三種主要形式，而每種電路又有單相電路、兩相電路、三相電路及多相電路等型式。

電路基礎物理量電壓和電流所用的變量符號表：

其中：為虛數單位，U(t)和I(t)為和為的多項式冪函數。