什麼是鎮定系統

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使系統輸出變量穩定地保持爲某個常值的一類反饋控制系統,也稱穩定系統。當系統中存在擾動作用而使系統偏離其平衡狀態時,鎮定系統會產生相應的調節作用以抑制擾動的影響,使系統很快地返回到原平衡狀態。鎮定系統在工業生產和日常生活中有十分廣泛的應用。例如,穩壓電源、船舶消搖系統、導航穩定平臺等,都是典型的鎮定系統。鎮定系統由反饋比較元件、調節器、放大元件、執行元件(或機構)和控制對象組成,其構成方式與一般的反饋控制系統相同。

圖1爲用作船舶消搖系統的鎮定系統的工作原理。它能減小風浪所引起的船舶搖擺,力圖使船體保持穩定。陀螺儀的輸出爲與船體搖擺運動成正比的信號,經放大器變換放大後,傳輸給執行機構。後者根據信號規定分別驅動船舶的左鰭和右鰭,產生與船體搖擺方向相反的力矩,以減少船體搖擺,達到穩定船體的目的。

什麼是鎮定系統
什麼是鎮定系統 第2張

圖2爲穩定系統的傳遞函數框圖。圖中r、(t、)爲給定信號,f、(t、)爲擾動信號,c(t、)爲所要求的輸出信號,G1(s、)相應於控制器,G2(s、)相應於執行機構和控制對象,H(s、)相應於反饋比較元件。爲了提高鎮定系統的靜態精度和減少擾動對系統輸出的影響,通常按如下原則來進行設計:

(1)把系統的調節器設計成具有積分作用,即在G1(s、)中引入積分環節(見控制系統的典型環節),以提高系統對擾動信號的無靜差度。

(2)提高系統的開環增益。

(3)在擾動信號可測量的情況下附加補償裝置,如圖2中的D(s、),用以對擾動信號的影響進行局部或全部補償。

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