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哪些原因會導致一個控制系統失穩

發布時間: 2023-01-08 07:41:51

① 影響系統穩態誤差的因素有哪些

①原理性誤差為了跟蹤輸出量的期望值和由於外擾動作用的存在,控制系統在原理上必然存在的一類穩態誤差。當原理性穩態誤差為零時,控制系統稱為無靜差系統,否則稱為有靜差系統。原理性穩態誤差能否消除,取決於系統的組成中是否包含積分環節(見控制系統的典型環節)。

②實際性誤差系統的組成部件中的不完善因素(如摩擦、間隙、不靈敏區等)所造成的穩態誤差。這種誤差是不可能完全消除的,只能通過選用高精度的部件,提高系統的增益值等途徑減小。

(1)哪些原因會導致一個控制系統失穩擴展閱讀

在積分控制中,控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關系。對一個自動控制系統,如果在進入穩態後存在穩態誤差,則稱這個控制系統是有穩態誤差的或簡稱有差系統(System with Steady-state Error)。

為了消除穩態誤差,在控制器中必須引入「積分項」。積分項對誤差取決於時間的積分,隨著時間的增加,積分項會增大。

這樣,即便誤差很小,積分項也會隨著時間的增加而加大,它推動控制器的輸出增大使穩態誤差進一步減小,直到等於零。因此,比例+積分(PI)控制器,可以使系統在進入穩態後無穩態誤差。

② 系統穩定性與哪些因素

系統穩定性與哪些因素有關

系統穩定性與哪些因素有關,穩定性是指「測量儀器保持其計量特性隨時間恆定的能力。通常穩定性是指測量儀器的計量特性隨時間不變化的能力。以下分享系統穩定性與哪些因素有關。

系統穩定性與哪些因素1

夜幕降臨

方法異常線上報警,定位日誌,空指針異常,查詢資料庫結果為空,定位此業務線查詢從庫,資料庫正常,查詢結果正常,初步確定是主從延遲。問題在幾秒鍾恢復,影響次數個位數,接下來幾個月數次出現此問題,直到雙11備戰第一天延遲更加嚴重了。

長夜慢慢

定位主從同步延遲問題了,查看從庫的機器情況及慢日誌。從庫執行大量的刪除某表記錄操作,性能非常差。在看其執行語句,發現沒有索引,在看下主庫這張表上有這個索引。這種情況下為什麼出現主從延遲高呢?在這里簡單介紹下mysql主從同步原理。

mysql主從復制需要三個線程,masterbinlog mp thread、、slaveI/O thread 、SQL thread、。

master

1、 binlog mp線程: 當主庫中有數據更新時,那麼主庫就會根據按照設置的binlog格式,將此次更新的事件類型寫入到主庫的binlog文件中,此時主庫會創建log mp線程通知slave有數據更新,當I/O線程請求日誌內容時,會將此時的binlog名稱和當前更新的位置同時傳給slave的I/O線程。

slave

2、I/O線程 :該線程會連接到master,向log mp線程請求一份指定binlog文件位置的副本,並將請求回來的binlog存到本地的relay log中,relay log和binlog日誌一樣也是記錄了數據更新的事件,它也是按照遞增後綴名的方式,產生多個relay log hostname-relay-bin.000001、文件,slave會使用一個index文件 hostname-relay-bin.index、來追蹤當前正在使用的relay log文件。

3、SQL線程 :該線程檢測到relay log有更新後,會讀取並在本地做redo操作,將發生在主庫的事件在本地重新執行一遍,來保證主從數據同步。此外,如果一個relay log文件中的全部事件都執行完畢,那麼SQL線程會自動將該relay log 文件刪除掉。

下面是整個復制過程的原理圖:

結合以上的mysql主從同步原理,我們線上這次問題原因已經出來了,其實慢SQL只是我們原因的表象,更加深層次的原因是從庫 SQL thread順序執行Relay log的事件。執行任意事件性能不好的話都會給我們在來主從的高延遲。

黎明曙光

從庫建立索引,降低主從延遲性,對線上業務影響無感知。

我們系統架構情況如下:

為了減少資料庫主庫的壓力,每條業務線都有自己從庫,目前我們資料庫的情況是1主8從。如果說主從延遲非常高的話最明顯的影響就是我們每條業務線的讀延遲,依賴讀的業務都會有問題。

主從延遲是影響我們系統穩定性的因素之一。如何降低主從延遲減少其對我們系統的影響?業界內減少主從延遲方案有多種下面簡單介紹幾種:

服務的基礎架構在業務和mysql之間加入memcache或者Redis的cache層。降低mysql的讀壓力;

使用比主庫更好的硬體設備作為slave;

sync_binlog在slave端設置為0;

–logs-slave-updates 從伺服器從主伺服器接收到的更新不記入它的二進制日誌;

禁用slave的binlog。

系統穩定性與哪些因素2

系統的穩定性以及穩定性的幾種定義

一、系統 研究系統的穩定性之前,

我們首先要對系統的概念有初步的認識。在數字信號處理的理論中,人們把能加工、變換數字信號的實體稱作系統。由於處理數字信號的系統是在指定時刻或時序對信號進行加工運算所以這種系統被看作是離散時間的',也可以用基於時間的語言、表格、公式、波形等四種方法來描述。從抽象的意義來說,系統和信號都可以看作是

序列。但是,系統是加工信號的機構,這點與信號是不同的。人們研究系統還要設計系統,利用系統加工信號、

服務人類,系統還需要其它方法進一步描述。描述系統的方法還有符號、單位脈沖響應、差分方程和圖形。中國學者錢學森認為:

系統是由相互作用相互依賴的若干組成部分結合而成的,具有特定功能的有機整體,而且這個有機整體又是它從屬的更大系統的組成部分。

二、系統的穩定性

一個系統,若對任意的有界輸入,其零狀態響應也是有界的,則稱該系統是有界輸 有界輸出(Bound Input Bound Output------ BIBO)穩定的系統,簡稱為穩定系統。即,若系統對所有的激勵|f·)|≤Mf,其零狀態響應|yzs(·)|≤My(M為有限常數),則稱該系統穩定。

三、連續(時間)

系統與離散(時間)系統 連續系統:時間和各個組成部分的變數都具有連續變化形式的系統。系統的激勵和響應均為連續信號。離散系統。當系統 各物理量隨時間變化的規律不能用連續函描述時,而只在離散的瞬間給出數值,這種系統稱為離散系統 。系統的激勵和響應均為離散信號。

四、因果系統

因果系統 (causal system)是指當且僅當輸入信號激勵系統時,才會出現輸出(響應)的系統。也就是說,因果系統的(響應)不會出現在輸入信號激勵系統的以前時刻。即輸入的響應不可能在此輸入到達的時刻之前出現的系統;也就是說系統的輸出僅與當前與過去的輸入有關,而與將來的輸入無關的系統。

系統穩定性與哪些因素3

什麼叫做穩定性

穩定性是指「測量儀器保持其計量特性隨時間恆定的能力。通常穩定性是指測量儀器的計量特性隨時間不變化的能力。若穩定性不是對時間而言,而是對其他量而言,則應該明確說明。穩定性可以進行定量的表徵,主要是確定計量特性隨時間變化的關系。自動控制系統的種類很多,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。但是所有系統都有一個共同的特點才能夠正常地工作,也就是要滿足穩定性的要求。

儀器測量

通常可以用以下兩種方式:用計量特性變化某個規定的量所需經過的時間,或用計量特性經過規定的時間所發生的變化量來進行定量表示。例如:對於標准電池,對其長期穩定性(電動勢的年變化幅度)和短期穩定性(3~5天內電動勢變化幅度)均有明確的要求;如量塊尺寸的穩定性,以其規定的長度每年允許的最大變化量(微米年)來進行考核,上述穩定性指標均是劃分准確度等級的重要依據。

對於測量儀器,尤其是基準、測量標准或某些實物量具,穩定性是重要的計量性能之一,示值的穩定是保證量值准確的基礎。測量儀器產生不穩定的因素很多,主要原因是元器件的老化、零部件的磨損、以及使用、貯存、維護工作不仔細等所致。測量儀器進行的周期檢定或校準,就是對其穩定性的一種考核。穩定性也是科學合理地確定檢定周期的重要依據之一。 [1]

示例

什麼叫穩定性呢?我們可以通過一個簡單的例子來理解穩定性的概念。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,不會再回到原來的位置。而B圖的鋼球由於地球引力的作用,會在木塊的底部做來回的滾動運動,當時間足夠長時,小球最終還是要回到原來的位置。我們說A圖的情況就是不穩定的,而B圖的情況就是穩定的。

上面給出的是一個簡單的物理系統,通過它我們對於穩定性有了一個基本的認識。穩定性可以這樣定義:當一個實際的系統處於一個平衡的狀態時就相當於小球在木塊上放置的狀態一樣、如果受到外來作用的影響時相當於上例中對小球施加的力、,系統經過一個過渡過程仍然能夠回到原來的平衡狀態,我們稱這個系統就是穩定的,否則稱系統不穩定。一個控制系統要想能夠實現所要求的控制功能就必須是穩定的。在實際的應用系統中,由於系統中存在儲能元件,並且每個元件都存在慣性。這樣當給定系統的輸入時,輸出量一般會在期望的輸出量之間擺動。此時系統會從外界吸收能量。對於穩定的系統振盪是減幅的,而對於不穩定的系統,振盪是增幅的振盪。前者會平衡於一個狀態,後者卻會不斷增大直到系統被損壞。

判別

既然穩定性很重要,那麼怎麼才能知道系統是否穩定呢?控制學家們給我們提出了很多系統穩定與否的判定定理。這些定理都是基於系統的數學模型,根據數學模型的形式,經過一定的計算就能夠得出穩定與否的結論,這些定理中比較有名的有:勞斯判據、赫爾維茨判據、李亞譜若夫三個定理。這些穩定性的判別方法分別適合於不同的數學模型,前兩者主要是通過判斷系統的特徵值是否小於零來判定系統是否穩定,後者主要是通過考察系統能量是否衰減來判定穩定性。

當然系統的穩定性只是對系統的一個基本要求,一個令人滿意的控制系統必須還要滿足許多別的指標,例如過渡時間、超調量、穩態誤差、調節時間等。一個好的系統往往是這些方面的綜合考慮的結果。

③ 為什麼閉環控制系統會產生不穩定現象

原因很多,常見的有:1正反饋負反饋錯了2反饋的延時沒掌握好太長或太短3控制的參數或方式沒調好4對現場工藝不了解有未知因素參與

④ 為什麼閉環控制系統會產生不穩定現象

閉環控制系統是需要通過調節環路保證相位裕量和增益裕量足夠才能保證系統穩定的。所以產生不穩定現象很有可能就是環路裕量不夠,當然也有可能是焊接問題等

⑤ 系統的穩定性取決於哪些因素

系統的穩定性取決於哪些因素

系統的穩定性取決於哪些因素,穩定性取決的因素有很多,但往往發揮關鍵作用的只有幾個,那麼,系統的穩定性取決於哪些因素,下面就讓我們一起來看一下吧,希望可以幫助到你。

系統的穩定性取決於哪些因素1

取決於穩定性,快速性,准確性。

穩定性:

對恆值系統要求當系統受到擾動後,經過一定時間的調整能夠回到原來的期望值。

對隨動系統,被控制量始終跟蹤參據量的變化。穩定性是對系統的基本要求,不穩定的系統不能實現預定任務。穩定性,通常由系統的結構決定與外界因素無關。

快速性:

對過渡過程的形式和快慢提出要求,一般稱為動態性能。穩定高射射角隨動系統,雖然炮身最終能跟蹤目標,但如果目標變動迅速,而炮身行動遲緩,仍然抓不住目標。

准確性:

用穩態誤差來表示。如果在參考書如信號作用下,當系統達到穩態後,其穩態輸出與參考輸入所要求的期望輸出之差叫做給定穩態誤差。顯然,這種誤差越小,表示系統的輸出跟隨參考輸入的精度越高。

(5)哪些原因會導致一個控制系統失穩擴展閱讀:

過載保護是過電流保護中的一種。引起電動機過載的原因很多,如負載的突然增加、缺相運行或電源電壓降低等。若電動機長期過載運行,其繞組的溫升將超過允許值而使絕緣老化、損壞。

過載保護裝置要求具有反時限特性,且不會受電動機短時過載沖擊電流或短路電流的影響而瞬時動作,所以通常用熱繼電器作過載保護。

當有6倍以上額定電流通過熱繼電器時,需經5s後才動作,這樣在熱繼電器未動作前,可能先燒壞熱繼電器的發熱元件,所以在使用熱繼電器作過載保護時,還必須裝有熔斷器或低壓斷路器的短路保護裝置。

由於過載保護特性與過電流保護不同,故不能用過電流保護方法來進行過載保護。

系統的穩定性取決於哪些因素2

影響結構穩定性的因素有多種,主要有重心位置的高低、結構與地面接觸所形成的支撐面的大小和結構的形狀等。從力學角度來說,結構指可承受一定力的架構形態,可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。

結構在負載的作用下維持其原有平衡的能力,結構的穩定指結構整體的穩定,假設其是剛體。支撐面在水平面,結構穩定性好具體規定為不容易傾倒。如單腳撐自行車、照相機的三角架、啤酒瓶、方木塊等。

(5)哪些原因會導致一個控制系統失穩擴展閱讀:

結構的整體穩定性,在縱向結構中,主要取決於結構的支撐體系來保證,如鋼柱之間的支撐、鋼屋架的水平支撐和垂直支撐等。計算主要考慮支撐體系能夠可靠地傳遞結構的縱向水平荷載,風荷載、地震荷載、起重機荷載等。

在結構橫向上,主要取決於結構本身,框架或彎架的剛度,確保計算主要考慮結構本身能否可靠地傳遞結構的水平荷載。

系統的穩定性取決於哪些因素3

影響結構穩定性的因素有多種,主要有重心位置的.高低、結構與地面接觸所形成的支撐面的大小和結構的形狀等。

從力學角度來說,結構是指可承受一定力的架構形態,它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。鋼結構相對於混凝土來說,其優勢相對較多,所以鋼結構的應用較為廣泛。

而失穩是指鋼結構的承受能力達到一定狀態從而失去穩定性。由鋼結構失穩而導致的事故在工程中比較多。而想要從根本上控制鋼結構失穩事故的發生。

(5)哪些原因會導致一個控制系統失穩擴展閱讀:

失穩類型和特點

從總體來說,鋼結構失穩大體分為整體和局部的失穩。從性質上講,鋼結構失穩又分為兩類。

1、躍越失穩。

對於躍越失穩來說,其沒有平衡分岔點,也沒有支點,但也有失穩問題。該類結構主要是一個平衡位形突然向另一個平衡位形跳躍,這樣會導致一些很大的變形出現。

2、平衡分布失穩。

平衡失穩的問題主要是完整的軸心以及中面受外力的作用從而導致失穩。平衡分岔失穩還被稱為分支點失穩,是鋼結構穩定問題中的重要問題,平衡失穩還包括受壓的圓柱殼等。在穩定問題中又有穩定分岔失穩和不穩定分岔失穩之分。

⑥ 影響plc控制系統穩定性的因素有哪些

1.前言

飼料稱量包裝的准確與否將直接影響到企業的信譽和經濟效益。過去採用機械稱量、人工裝袋,勞動強度大、速度慢、精度低。近幾年,採用電子稱量裝置雖然可使其靜態稱量精度大大提高,但在飼料加工連續生產過程中,其動態精度仍不能保證。因此,在快速自動稱量中如何提高動態稱量精度,一直是飼料加工企業急需解決的難題。

本文是作者在研製飼料自動化生產設備中,為了與配料過程相協調,實現飼料生產的全部自動化,應用PLC作為動態稱量包裝測控設備,在硬體和軟體設計中採用了一些措施和動態控制方法,較好地兼顧了稱量速度與精度的矛盾,實現了飼料連續生產中動態稱重計量的精度。

2.系統總體框圖及工作原理

用稱重感測器、放大器和PLC組成測控系統來完成飼料的稱重、計量、包裝的生產工藝過程,如圖1所示。該系統以PLC為核心,配以稱重感測器、放大器、各種電動執行器和機械裝置,實現飼料的動態在線稱重計量和包裝工作。

稱斗的上方是成品倉,該倉中的原料是來至飼料混合工序生產的飼料散狀成品料。成品倉下是一台電動機驅動的螺旋進料裝置,啟動電動機,則該成品倉中的粉狀飼料就隨著傳輸絞籠的旋轉而進入稱斗中稱量。稱鬥上裝有三個S梁式應變式拉力感測器,稱斗的重量信號直接由該感測器組轉換成與之對應的電壓信號,經放大器把該電壓信號放大後送入PLC中進行數據處理,當達到預定值時,PLC控制停止下料,然後PLC控制開稱斗門,並控制打包機自動裝袋後由傳送帶送出。於是,就完成了飼料稱量打包的自動化過程。

3.提高動態稱重精度的硬體措施

該系統用三個拉力感測器將飼料重量W變換為成線性關系的電壓信號Ux,並通過兩級放大器進行放大。圖中Un表示等效到放大器輸入端的雜訊和干擾電壓,ΔUi表示等效到輸入端的漂移電壓。設兩級放大器的放大倍數為A,則Uo=A(Ux+Un+ΔUi)=AUx+AUn+A·ΔUi式中的第2項主要影響靈敏度,第三項主要影響系統的精度。

(1)影響感測器的因素及解決辦法

感測器輸出信號的穩定性除決定感測器本身的性能外,還與供電電源和感測器的安裝有密切關系。本系統採用UH61-100u型三隻稱重感測器,每隻感測器單獨供電,通過調節其橋路電壓使三隻感測器的輸出靈敏度K相同,三隻感測器串聯輸出的電壓為Ux=K(E1+E2+E3)。為了提高每個感測器供橋電源的穩定性採用二次穩壓,並對元器件進行老化、測試後進行選配,特別是對基準穩壓管2DW233的老化處理和時漂測試,選擇時漂小的通過調節其工作電流使其工作在接近零溫度系數(<2ppm/℃)下,使整個感測器電源的溫度穩定性優於10ppm/℃。三隻拉力感測器安裝在稱斗和稱架之間。如果感測器承受的重量與感測器軸線存有ɑ角,則將產生橫向分力而引入誤差ΔW=W-Wcosɑ.這對於每次稱重25Kg,在稱斗皮重為100Kg的情況下,即三隻100Kg的感測器實際荷重為125Kg。當ɑ=4°時,稱重誤差就為0.43Kg。因此,安裝感測器時應設法確保感測器都能垂直受力。

(2)影響系統靈敏度的因素及解決辦法

影響系統靈敏度的主要因素是檢測電路的內部雜訊和外部干擾電壓Un,它與放大器所工作的頻帶相關。在研製中,通過選擇低雜訊器件,在滿足採集速度所需足夠寬的頻帶的前提下,通過選配電阻來提高放大電路本身的共模抑制能力,整個檢測系統採用雙層屏蔽,采樣時間選為工頻周期整數倍等項措施,使整個系統獲得了能分辨5g重量的靈敏度。

(3)影響准確度的主要因素及解決辦法

影響准確度的主要因素是整個檢測系統的非線性和漂移ΔUi。其中系統的非線性,在選配元器件校正的基礎上,採用了軟體修正;而對於隨溫度和時間產生的漂移電壓ΔUi,主要採用元器件的老化、測試與分選工藝,篩選掉時漂大的,然後選配溫度系數進行補償,使整個系統的靜態精度達到了0.07%,為實現動態稱量精度奠定了基礎。

4.提高動態稱重精度的軟體措施

影響動態稱重精度的主要因素是被稱物料的比重、流量和落差的大小,它是由成品料倉的壓力和PLC所控制的進料驅動裝置產生的。因此,改進控制思路,借鑒靜態稱量精度高的特點是提高動態計量精度的關鍵。為此,我們選用雙速變徑變距螺旋加料機,採用"先快後慢,最後點動"的控制下料方式,如圖2所示。圖中:Wx0為稱量前PLC所採集的稱斗皮重;由此PLC按照每包計量凈重量的90%、95%和100%算出快速下料的終了值Wx1、慢速下料終了值Wx2和稱量終了值Wx。其控制過程可以這樣簡單說明:在下料開始一段時間,PLC控制絞籠電動機快速下料,當檢測達到快速下料的終了值Wx1時,PLC控制絞籠電動機開始慢速下料;當檢測達到慢速下料的終了值Wx2時,PLC關閉絞籠電動機後採用"點動"下料,當達到或接近期望值Wx時為止。

按照上述思路,通過編寫全動態控制加料的快慢、速加料和點動下料的軟體模塊;以及為消除空中落料對稱量精度的影響,所編寫的自動尋找提前停機量的軟體模塊等軟體措施。該系統使用一年來,經計量部門兩次測試,整個系統動態計量准確度優於0.2%。

5.結論

採用PLC控制進行飼料稱重包裝,具有結構簡單、計量准確、工作可靠,較好的兼顧了動態稱重計量的精度和速度,滿足了在線快速動態重量計量的要求,對水泥、食鹽、麵粉等的稱重包裝有借鑒作用和推廣價值。

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⑦ 系統破壞失穩機理與穩定性分析

系統發生突變失穩充要條件中與水有關的力學參數主要包括煤層頂板岩梁的彈性模量、樁柱體彈性模量和頂板岩層荷載。

(1)水對系統突變失穩必要條件(k0≤1)的影響。

如果沒有水的影響,參數k0是一定值,如圖5.8 中的直線所示;在水的作用下,煤層頂板岩梁的彈性模量隨含水量的增加而相應降低,降低的幅值為

,而樁柱體由於漿液的滲入,具有一定的防水性,其相關系數K1和含水量ω1與頂板岩層相比受水的影響相對較小,即

,結果導致k0隨含水量的增加而降低,如圖5.8中的曲線所示,其減小的幅值為Δk,造成系統更容易滿足失穩的必要條件(k0≤1),從而降低了系統的臨界安全系數,增加了系統發生突變失穩的可能性。

圖5.8 失穩條件與含水率的關系曲線

(2)水對系統突變失穩必要條件(1+k0-k1<0)的影響。

由於水的影響,增加了煤層頂板岩層的容重,即增加了均布荷載,增加量為K2ω2,這樣在系統突變失穩必要條件中,k0的數值減小,k1的數值增大,最終導致多項式1+k0-k1的值變小,同樣增加了滿足系統發生突變失穩條件的可能性。

(3)當P<0,並且滿足

時,平衡曲面方程M有三個實根,即

水及動力荷載作用下淺伏采空區圍岩變形破壞研究

因此系統在跨越分叉集時狀態變數的突變數為

水及動力荷載作用下淺伏采空區圍岩變形破壞研究

上述突變過程說明了處於相對平衡的采空區系統在水的作用下,頂板岩層和樁柱體的強度因水的軟化作用會有一定程度的降低,而上覆岩層的容重因水的入滲而增大,頂板岩層荷載相應會增大,導致采空區總勢能函數容易滿足交叉集方程,使采空區從一種平衡狀態突變到另一種平衡狀態。因水的作用,引起控制變數P、q中控制參數隨含水量的變化而變化,導致控制變數向有利於突變的方向發展,使系統更容易滿足突變失穩的條件,增加采空區突變失穩的可能性,即平衡曲面的下葉為系統處於變形失穩的孕育過程(如圖5.9b),若系統處於臨界狀態,在外部動力荷載等因素的擾動下,誘發狀態變數從下葉躍遷到上葉,增加量為Δx,同時系統從一種相對平衡狀態經過失穩後轉變為另一種相對平衡狀態,如圖5.9 c所示。

圖5.9 分叉集、平衡曲面及狀態變數的突跳