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xiaomeng18

银虫 (小有名气)

[求助] 稳定性和跟踪性能的区别何在?

如题,我觉得这是个基础性的问题,但是老师教学的时候对稳定性的作用介绍本身就比较模糊,到现在我还分不清稳定性和跟踪性能之间的关系。

举个例子,自己设计了一个状态空间表示的二阶线性系统,A=[-1,0;0,-2],这个系统明显是稳定的,仿真的时候给系统一个阶跃输入,虽然稳态误差很大,但输出还是趋于稳定的(这里的稳定是指,输入输出误差ERROR趋于常值,如果我理解错了请赐教)。但是给系统一个斜坡输入u=t,问题就出来了,ERROR是发散的,这是否说明系统是不稳定的呢,还是仅仅说明跟踪性能和稳定性不是一回事。

如果系统稳定性和跟踪性不是一回事,那么实践当中花了很大力气设计了是系统稳定的控制器,跟踪性能又怎么保证呢???很矛盾的是,教科书上的设计很多只设计了使系统稳定的控制器,并没有说跟踪性能怎么衡量(最小拍控制器设计涉及到了跟踪,是否每个控制器设计都要像那样,把ERROR信号拉氏变换显示出来,再判断t趋于无穷时它是否趋于0?)。

求解释。
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xiaomeng18

银虫 (小有名气)

帖子不要沉啊,都来说说自己的看法啊。
2楼2013-05-28 19:38:20
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gaofeng79

银虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
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xiaomeng18: 金币+5, ★★★很有帮助 2013-05-28 20:29:59
稳定性是在输入大小有界的情况下,系统内部的状态及输出也是有界的。
你给一个斜坡信号,因为输入随时间越来越大,假设时间无限长,那就是无界的了。所以输出也无界,但不能说是系统不稳定。
跟踪性能是指对象输出跟踪期望输出的能力。与稳定性是不同的。
但有时候在设计控制器时,可以将跟踪问题转化为稳定性问题。
比如对象y=G*u.对象输出的参考模型ym=Gm*yd,即希望y能够跟踪ym。
定义误差e=ym-y,控制u=K*(ym-y)。那么y=G*K/(1+G*K)*ym, e=Gm/(1+G*K)*yd。
此时对于新系统e=Gm/(1+G*K)*yd,求解一个使其稳定的K,就与使y能够跟踪ym关联起来了,当然也不能完全等价,稳定性只能保证跟踪误差不会发散。但是要使得跟踪误差尽可能小,还需要提出其它要求。
发动机控制;快速原型;硬件在环测试;汽车主动安全;
3楼2013-05-28 19:45:09
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wangjoun

禁虫 (正式写手)

★ ★
感谢参与,应助指数 +1
xiaomeng18: 金币+2, 有帮助 2013-05-29 22:12:58
本帖内容被屏蔽

4楼2013-05-29 08:34:39
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gsmaohj

铜虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与,应助指数 +1
xiaomeng18: 金币+2, 有帮助 2013-05-29 22:14:02
楼上两位也都是正解!以下是我的理解:学过自控的人都知道,对系统性能要求是稳定、准确、快速。稳定是对系统最基本的要求,而且系统稳定与否只与系统本身的结构和参数有关,而与外界输入无关。你所说的跟踪性能应该属于“准确”这个性能指标,表示跟踪的误差有多大,这个指标就与输入有关了,同一个系统,当输入阶跃函数时,跟踪误差可能为0,但是当输入为斜坡函数时,跟踪误差可能就无穷大了。对一个系统的要求应该保证稳定的基础上,再来要求他的准确性和快速性。
沉淀再沉淀,为了更好的明天
5楼2013-05-29 09:29:53
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