Steuerungssysteme - Stabilität
Stabilität ist ein wichtiges Konzept. Lassen Sie uns in diesem Kapitel die Stabilität des Systems und die auf Stabilität basierenden Systemtypen diskutieren.
Was ist Stabilität?
Ein System gilt als stabil, wenn seine Ausgabe unter Kontrolle ist. Ansonsten soll es instabil sein. EINstable system erzeugt eine begrenzte Ausgabe für eine gegebene begrenzte Eingabe.
Die folgende Abbildung zeigt die Reaktion eines stabilen Systems.
Dies ist die Antwort des Steuerungssystems erster Ordnung für die Eingabe von Einheitsschritten. Diese Antwort hat Werte zwischen 0 und 1. Die Ausgabe ist also begrenzt. Wir wissen, dass das Einheitsschritt-Signal für alle positiven Werte von den Wert Eins hatteinschließlich Null. Es ist also eine begrenzte Eingabe. Daher ist das Steuersystem erster Ordnung stabil, da sowohl die Eingabe als auch die Ausgabe begrenzt sind.
Systemtypen basierend auf Stabilität
Wir können die Systeme basierend auf der Stabilität wie folgt klassifizieren.
- Absolut stabiles System
- Bedingt stabiles System
- Randstabiles System
Absolut stabiles System
Wenn das System für alle Bereiche der Systemkomponentenwerte stabil ist, wird es als bezeichnet absolutely stable system. Das Steuerungssystem mit offenem Regelkreis ist absolut stabil, wenn alle Pole der Übertragungsfunktion mit offenem Regelkreis in der linken Hälfte von vorhanden sind‘s’ plane. In ähnlicher Weise ist das Regelungssystem absolut stabil, wenn alle Pole der Übertragungsfunktion mit geschlossenem Regelkreis in der linken Hälfte der Ebene 's' vorhanden sind.
Bedingt stabiles System
Wenn das System für einen bestimmten Bereich von Systemkomponentenwerten stabil ist, wird es als bezeichnet conditionally stable system.
Randstabiles System
Wenn das System stabil ist, indem ein Ausgangssignal mit konstanter Amplitude und konstanter Schwingungsfrequenz für einen begrenzten Eingang erzeugt wird, ist es bekannt als marginally stable system. Das Steuerungssystem mit offenem Regelkreis ist geringfügig stabil, wenn zwei Pole der Übertragungsfunktion mit offenem Regelkreis auf der imaginären Achse vorhanden sind. In ähnlicher Weise ist das Steuersystem mit geschlossenem Regelkreis geringfügig stabil, wenn zwei Pole der Übertragungsfunktion mit geschlossenem Regelkreis auf der imaginären Achse vorhanden sind.