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精彩詞條穩(wěn)定性
補充:0 瀏覽:34417 發(fā)布時間:2012-8-28
自動控制系統(tǒng)的種類很多,完成的功能也千差萬別,有的用來控制溫度的變化,有的卻要跟蹤飛機的飛行軌跡。但是所有系統(tǒng)都有一個共同的特點才能夠正常地工作,也就是要滿足穩(wěn)定性的要求。
儀器測量 穩(wěn)定性是指“測量儀器保持其計量特性隨時間恒定的能力”(7.14條)。通常穩(wěn)定性是指測量儀器的計量特性隨時間不變化的能力。若穩(wěn)定性不是對時間而言,而是對其他量而言,則應(yīng)該明確說明。穩(wěn)定性可以進(jìn)行定量的表征,主要是確定計量特性隨時間變化的關(guān)系。通常可以用以下兩種方式:用計量特性變化某個規(guī)定的量所需經(jīng)過的時間,或用計量特性經(jīng)過規(guī)定的時間所發(fā)生的變化量來進(jìn)行定量表示。例如:對于標(biāo)準(zhǔn)電池,對其長期穩(wěn)定性(電動勢的年變化幅度)和短期穩(wěn)定性(3~5天內(nèi)電動勢變化幅度)均有明確的要求;如量塊尺寸的穩(wěn)定性,以其規(guī)定的長度每年允許的最大變化量(微米/年)來進(jìn)行考核,上述穩(wěn)定性指標(biāo)均是劃分準(zhǔn)確度等級的重要依據(jù)。 對于測量儀器,尤其是基準(zhǔn)、測量標(biāo)準(zhǔn)或某些實物量具,穩(wěn)定性是重要的計量性能之一,示值的穩(wěn)定是保證量值準(zhǔn)確的基礎(chǔ)。測量儀器產(chǎn)生不穩(wěn)定的因素很多,主要原因是元器件的老化、零部件的磨損、以及使用、貯存、維護工作不仔細(xì)等所致。測量儀器進(jìn)行的周期檢定或校準(zhǔn),就是對其穩(wěn)定性的一種考核。穩(wěn)定性也是科學(xué)合理地確定檢定周期的重要依據(jù)之一。 示例 什么叫穩(wěn)定性呢?我們可以通過一個簡單的例子來理解穩(wěn)定性的概念。一個鋼球分別放在不同的兩個木塊上,A圖放在木塊的頂部,B圖放在木塊的底部。如果對圖中的鋼球施加一個力,使鋼球離開原來的位置。A圖的鋼球就會向下滑落,不會在回到原來的位置。而B圖中的鋼球由于地球引力的作用,會在木塊的底部做來回的滾動運動,當(dāng)時間足夠長時,小球最終還是要回到原來的位置。我們說A圖所示的情況就是不穩(wěn)定的,而B圖的情況就是穩(wěn)定的。 上面給出的是一個簡單的物理系統(tǒng),通過它我們對于穩(wěn)定性有了一個基本的認(rèn)識。穩(wěn)定性可以這樣定義:當(dāng)一個實際的系統(tǒng)處于一個平衡的狀態(tài)時(就相當(dāng)于小球在木塊上放置的狀態(tài)一樣)如果受到外來作用的影響時(相當(dāng)于上例中對小球施加的力),系統(tǒng)經(jīng)過一個過渡過程仍然能夠回到原來的平衡狀態(tài),我們稱這個系統(tǒng)就是穩(wěn)定的,否則稱系統(tǒng)不穩(wěn)定。一個控制系統(tǒng)要想能夠?qū)崿F(xiàn)所要求的控制功能就必須是穩(wěn)定的。在實際的應(yīng)用系統(tǒng)中,由于系統(tǒng)中存在儲能元件,并且每個元件都存在慣性。這樣當(dāng)給定系統(tǒng)的輸入時,輸出量一般會在期望的輸出量之間擺動。此時系統(tǒng)會從外界吸收能量。對于穩(wěn)定的系統(tǒng)振蕩是減幅的,而對于不穩(wěn)定的系統(tǒng),振蕩是增幅的振蕩。前者會平衡于一個狀態(tài),后者卻會不斷增大直到系統(tǒng)被損壞。 其他補充 |
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