控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析及其MATLAB實現(xiàn)

一個控制系統(tǒng)要能正常工作，首先必須是一個穩(wěn)定的系統(tǒng)，即當系統(tǒng)受到外界干擾后，它的平衡狀態(tài)被破壞，但在外部擾動去掉以后，它仍有能力自動地在平衡狀態(tài)下繼續(xù)工作。當已知一個系統(tǒng)的傳遞函數或狀態(tài)空間表達式時，可以對其系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行分析，然而當系統(tǒng)的階次較高時，在計算和繪圖時需要花費大量的時間和精力。MATLAB是一套高性能的數值計算和可視化軟件，并擁有幾十個工具箱，借助MATLAB的控制系統(tǒng)工具箱，就可以直觀、方便地分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1.調速離合器轉速控制的概述

工程實踐中，利用液體粘性形成兩組摩擦片間的油膜剪切作用來傳遞動力，是一種傳動技術。該種傳動方法特別適用于要求無級調速的場合。如應用于大功率離心風機、水泵的調速，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的節(jié)流調速，可起到顯著的節(jié)能效果，該傳動裝置就是調速離合器，亦稱 離合器，和其它調速系統(tǒng)相比，其投資少，見效快。如對一臺500～800KW的離心水泵，裝上調速離合器以代替節(jié)流調速，節(jié)電達17%～40%，半年即可收回設備投資。

作為液體粘性傳動實現(xiàn)調速的關鍵之一，是輸出轉速的穩(wěn)定性與控制系統(tǒng)設計。本文從建立調速離合器的數學模型入手，討論系統(tǒng)閉環(huán)控制的穩(wěn)定性，為控制系統(tǒng)的設計提供技術參考。

通過上述建模及穩(wěn)定性分析、驗證可知，基于MATLAB的控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析方法具有編程簡單、通用性好的特點，而且數據輸人快捷、直觀，計算速度快，精度高，數據輸出及存儲方便，符合人們的書寫習慣，該方法簡單易學，為大規(guī)模復雜系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析和設計提供了通用的算法。