網絡化控制系統
網絡化控制系統（Networked Control System）是指控制迴路的元件透過通訊网络交換資料的控制系統。其特徵是控制系統的命令及回授是在網路中以封包的方式傳送。 簡介 典型網絡化控制系統的功能是由以下四種基本組件構成： 传感器：獲取資訊 控制器：提供決策及命令 执行器：執行控制命令 通信網絡：進行信息的交换 網絡化控制系統最重要的特徵是連結了網路空間及實體空間，因此可以在長距離下執行許多任務。而且，網絡化控制系統的訊號都透過…
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欠驱动
欠驱动（Underactuation）是机器人学及控制理论中的術語，是指力學系統無法完全受控，依位形空间中的任意軌跡行進。會出現此情形的可能原因很多，最簡單的是系統执行器的個數小於其自由度，此情形的系統稱為顯然欠驱动（trivially underactuated）。 有許多力學系統都是欠驱动的，包括汽车、固定翼飛機，甚至動物也是。 定義 為了要瞭解造成欠驱动的數學條件，需要探討該系統的力學方程。牛顿运动定律指出力學系統的動態本質上是二…
卡尔曼滤波
卡尔曼滤波（）是一种高效率的递归滤波器（自回归滤波器），它能够从一系列的不完全及包含雜訊的测量中，估计动态系统的状态。卡尔曼滤波會根據各測量量在不同時間下的值，考慮各時間下的联合分布，再產生對未知變數的估計，因此會比只以單一測量量為基礎的估計方式要準。卡尔曼濾波得名自主要貢獻者之一的鲁道夫·卡尔曼。 卡尔曼滤波在技術領域有許多的應用。常見的有飛機及太空船的。卡尔曼滤波也廣為使用在時間序列的分析中，例如信号处理及计量经济学中。卡尔曼滤波也…
微電網
微電網（）是有明確定義邊界的區域供電網絡，作為單一可控的實體來運作。微電網可以互相連接，成為，也可以以獨立或是隔離的微電網運作，也就是運作，不和其他電力系統連接。若是單一建築或是負載的小型微電網，有時也會稱為奈米電網。 聯網的微電網一般會和同步運作，但可能因為技術或是經濟等因素，脫離廣域電網，以獨立運作，這種微電網稱為「孤島微電網」（islandable microgrid）。 有一種微電網是控制單一住家或是建築物的小規模分散式發電（D…
集值函数
集值函数（set-valued function），或对应（correspondence）是一种函数，将一个集合（定义域）中的元素映射到另一集合的子集。集值函数见于众多数学领域，如最优化、控制理论与博弈论等。 有些文献将集值函数称作多值函数，但在本文和数学分析的其他文献中，多值函数指的是具有连续性的集值函数f，也就是说在集合f(x)中选择一个元素，就会在接近x的y的每个集合f(y)中确定一个相应的元素，从而局部确定了一个普通函数。 ，X…
敏感度 (控制系統)
敏感度（sensitivity）也稱為敏感度函數或靈敏度，是控制系統的特性，是指控制系統容易受外部干擾或是參數變異而影響的程度。敏感度越大，表示控制系統容易被干擾或變異所影響。控制器的參數一般會配合製程特性，因為製程可能會變化，因此控制器的參數需經過考量，減少因製程動態特性變化而影響閉迴路控制系統的特性。更進一步來說，敏感度函數對分析干擾如何影響系統上很重要。 敏感度函數 令G(s)和C(s)是受控體和補償器傳遞函數的拉氏轉換，回授為增…
反馈
，又称回-{}-授，是控制論的基本概念，指將系统的輸出返回到輸入端并以某种方式改變輸入，它们之間存在因果關係的回路，進而影響系统功能的过程。在這種情况下，我們可以說系统“回饋到它自身”。在討論回饋系统時，因果關係的概念應當特别仔细對待： “對於回饋系统，很難作出簡單的推理歸因，因爲當系统A反馈到系统B，系统B又反馈到系统A，形成了循環。這使得基于因果關係的分析特别困難，需要將系统作爲一個整體來看待。” 反馈可分为负反馈和正回饋。前者使输…
返回比
線性電路中，相依電源的返回比（return ratio）也稱為回歸比，一般會用T表示，是相依電源的電流（或電壓）除以代替電源的電流（或電壓），兩者比值的負數。环路增益和返回比常常替換使用，不過只有在單一回路系統，並且都是單一輸入模塊時才成立。 計算返回比 相依電源返回比的計算方式如下： 令所有的獨立電源均為0。 選擇要計算返回比的相依電源。 放置一個同型（同為電壓源或電流源），且極性相同的獨立電源，和相依電源並聯。 將相依電源移到獨立電…
濾波問題
在随机过程理論中的濾波問題（Filtering problem）是指針對信号处理及相關領域中，許多狀態估測問題的數學模型。大致概念是從不完整的、可能包括雜訊的觀測值中，建立有關系統真實值的「最佳估測」。最佳非線性濾波問題（甚至也包括非平稳过程問題）由（1959年、1960年）找到解答，在的研究及的研究中也有提到，Zakai建立了濾波器在條件機率未歸一情況下的簡化動態模型，稱為。不過一般情形下的解是無限維的。 目前已針對一些近似以及一些特…
无迹变换
无迹变换（unscented transform、UT）是有關非線性轉換及機率分佈的數學工具。在特定機率分佈只有少數統計特徵的情形下，无迹变换可以估計其經過非線性轉換後的結果，是由美國科學研究人員所創。 无迹变换最常見的用途是在卡尔曼滤波（Kalman filter）的非線性版本下，估計其平均值及共變異數在非線性投影下的值。其創建者Jeffrey Uhlmann解釋其名稱中的「无迹」（unscented）是隨便取的，目的是不要讓此方法稱…
空間向量調變
空間向量調變（，縮寫：SVM）是一種控制脈衝寬度調變（PWM）的算法，用來產生交流波形，多半是有直流電壓輸入，利用多組D类放大器輸出電壓，驅動三相交流馬達。空間向量調變有許多的變體，其輸出品質及計算需求也隨之不同。目前一個熱門的領域是利用演算法來減少快速切換時產生的总谐波失真。 原理 的拓撲圖]] 右圖是一個三相逆變器，用許多開關將直流電源轉換為可以驅動三相馬達的三相交流電。 開關在控制時，同一臂的上臂及下臂開關不能同時投入，同時投入時…
最小相位
最小相位（minimum-phase）是控制理论及信號處理中有特殊性質的系統，對於线性时不变系统，若本身為因果系统且穩定，且其逆系統也是穩定的因果系统，此系統即為最小相位系統。 相反的，非最小相位（non-minimum phase）系統可以用最小相位系統串接，使部份的零點移到右半面。若有零點在右半面，表示其逆系統不穩定。全通濾波器加入了「額外的相位」（有些可能是传送迟延），這也是為何所得系統稱為非最小相位的原因。 例如一個離散系統，其…
伺服頻寬
伺服頻寬（）定義為伺服機構可以追隨到的最高弦波命令頻率，一般也會指定命令的振幅大小。伺服頻寬表示伺服驅動器追隨快速變化命令的能力，一般會以Hz或rad/秒為單位。 說明 系統頻寬一般會定義為系統輸出振幅為輸入信號的\tfrac{1}{\sqrt{2}}時的頻率，不過應用在伺服系統時，這還不是一個精確的規格，因此不利於系統分析及開發。因為沒有指定計算頻寬時，輸入信號需要的振幅。 以下有一個簡單的例子作為說明。 假設要設計一個位置系統，其規…
向量测度
向量测度（vector measure）是数学名詞，是指針對集合族定義的函數，其值為滿足特定性質的向量。向量测度是测度概念的推廣，测度是針對集合定義的函數，函數的值只有非負的實數。 定義及相關推論 給定集合域 (\Omega, \mathcal F)及巴拿赫空间 X，有限加性向量測度（finitely additive vector measure）簡稱測度，是一個滿足以下條件的函數\mu:\mathcal {F} \to X：針對任二…
階層式控制系統
階層式控制系統（hierarchical control system）也稱為分層控制系統，是一種以分層树狀方式來規劃其設備及控制軟體的控制系統。若樹中的各節點是用计算机网络來建立連結，則這個階層控制系統也就是網絡化控制系統。 簡介 人工形成，有複雜行為的組織常常會用分階層的方式來組織。例如公司組織的特點在中即可看出，其中有較高層的主管、較低層的下屬，以及一些各部門之間組織溝通的線。階層式控制系統也類似公司的組織，由不同模組來負責不同的…
自整定
在控制理论中，自整定（self-tuning）可以在滿足目標函數最大化或是最小化的情形下，將其內部運行參數進行最佳化，一般會是進行效率的最大化，或是錯誤的最小化。 自整定及自動整定（auto-tuning）有時會指同一個概念，許多軟體研究群體認為auto-tuning是較正確的名詞。不過在變頻器領域中，自動整定（auto-tuning）有時只是馬達參數自學習，利用測試信號及演算法量測馬達參數（如定子電阻），不一定包括內部運行參數的最佳化…
自适应控制
自适应控制（Adaptive control）也稱為適應控制，是一种对系统参数的变化具有适应能力的控制方法。在一些系统中，系统的参数具有较大的不确定性，并可能在系统运行期间发生较大改变。比如说，客机在作越洋飞行时，随着时间的流逝，其重量和重心会由于燃油的消耗而发生改变。虽然传统控制方法（即基于时不变假设Non-Time-Variant Assumption的控制方法）具有一定的对抗系统参数变化的能力，但是当系统参数发生较大变化时，传统控…
落貓問題
落貓問題（）是有關如何解釋貓翻正反射背後的物理學，也就是自由落下的猫如何調整自身的姿勢，在任意初始姿勢的條件下，在著地時都是以腳朝下著地，而且過程不會違反角动量守恆定律。 此問題有趣，看起來無關緊要，不過其解答沒有看起來的那麼直接。落貓問題乍看之下會違反角动量守恆定律（一開始沒有轉動，但在落下過程中會轉動），不過因為猫不是刚体，因此在落下時可以調整其形狀，靠著是具可撓性的脊椎以及非功能性的锁骨。貓的行為是典型塑性變形力學的例子。 歷史 …
时不变系统
非時變系統（time-invariant system）又称-{zh-cn:非时变系统;zh-tw:時不變系統}-、定常系统，是输出不會直接隨著时间变化的系统。 在控制理论中，时不变（time-invariant, TI）系统的系统函数（system function）虽具有随时间变化的特性，但它并不是时间的显函数。在系统分析领域，这类系统被视为一类特定的系统。随时间变化的系统函数是随时间变化的输入函数（input function）的…
羅森布羅克系統矩陣
羅森布羅克系統矩陣（）是在應用數學中，針對線性時不變系統的矩陣，可以將状态空间轉換為傳遞函數矩陣。此矩陣是英國控制學家霍華德·哈里·羅森布羅克在1967年所提出。 定義 考慮以下的線性時不變系統 :: \dot{x}= Ax +Bu, :: y= Cx +Du. 其羅森布羅克矩陣為 ::P(s)=\begin{pmatrix} sI-A & -B\\ C & D \end{pmatrix}. 此為多項式形式（polynomial for…