不變原理(invariance principle)是一種可減小和消除擾動對控制系統的不利影響的系統設計原理。不變原理適用於擾動可直接量測的情況，其基本思想是利用基於擾動的控制作用來抵消擾動對系統輸出的影響，因此，雙通道原理構成了不變原理系統的一個基本結構原則，即要求擾動作用點和被控變數量測點之間至少存在兩個信號傳遞通道。
基本介紹
- 中文名：不變原理
- 外文名：invariance principle
- 領域：數學
- 學科：系統設計原理
- 對象：控制系統
- 原理：雙通道原理
概念,擾動,閉環控制,
概念
不變原理(invariance principle)是一種可減小和消除擾動對控制系統的不利影響的系統設計原理。不變原理適用於擾動可直接量測的情況，其基本思想是利用基於擾動的控制作用來抵消擾動對系統輸出的影響，因此，雙通道原理構成了不變原理系統的一個基本結構原則，即要求擾動作用點和被控變數量測點之間至少存在兩個信號傳遞通道。這種按雙通道原理建立的控制系統，形式上屬於同時包含按偏差的閉環控制和按擾動的開環控制的複合控制系統。不變原理建立了系統輸出完全不受擾動影響和穩態時不受擾動影響的條件，為設計和構成高精度和高性能的自動控制系統提供了理論依據。
擾動
也稱干擾。系統中除有用信號以外，影響被控量使之偏離預期目標函式值的各種有害信號，也稱之為噪聲或假信號。形成干擾的三要素是：(1)干擾源；(2)接收設備；(3)接收設備到干擾源的耦合通道。干擾源發出的擾動信號，通過各種耦合通道傳輸到接收設備，造成對系統及其輸出量的影響。擾動通常有以下分類方法：(1)按擾動來自系統的內部或外部分為外擾動和內擾動，外部干擾與系統結構無關，僅由系統外部環境因素決定；內部干擾則是由系統元件參數波動，感測器量測噪聲及被控對象工藝過程引入的。(2)按擾動是否具有可測性，分為可量測(可預計)擾動和不可量測(不可預計)擾動；(3)按擾動是否具有確定性函式結構，分為確定性擾動和隨機性擾動，噪聲是確知其統計性質的隨機性擾動。干擾是一種不希望其存在的互動影響現象，但它無處不在，無時不有。各種干擾會影響甚至破壞系統工作的穩定性和可靠性，因此必須針對不同的干擾源，採用不同的措施和方法來削弱進入系統的各種擾動、噪聲的強度，有效地抑制和消除干擾。
閉環控制
閉環控是指控制論的一個基本概念。指作為被控的輸出以一定方式返回到作為控制的輸入端，並對輸入端施加控制影響的一種控制關係。在控制論中，閉環通常指輸出端通過“旁鏈”方式回饋到輸入，所謂閉環控制。輸出端回饋到輸入端並參與對輸出端再控制，這才是閉環控制的目的，這種目的是通過反饋來實現的。
閉環控制是根據控制對象輸出反饋來進行校正的控制方式，它是在測量出實際與計畫發生偏差時，按定額或標準來進行糾正的。閉環控制，從輸出量變化取出控制信號作為比較量反饋給輸入端控制輸入量，一般這個取出量和輸入量相位相反，所以叫負反饋控制，自動控制通常是閉環控制。比如家用空調溫度的控制。
