經典控制理論
在控制理論中，經典控制理論（Classical control theory）是以拉普拉斯变换為分析工具，探討有控制系統之特性、以及反馈對系統特性的影響。 控制理論中常見的目標是要控制特定系統（稱為受控體），使其輸出可以依照控制信號（稱為參考信號，可能是定值或是變動量）。為了實現此目的，會設計控制器來監控輸出，並且比較輸出和參考信號。實際輸出和參考信號的差（稱為誤差信號）會反馈到控制器中，再由控制器產生受控體的輸入信號，使受控體的實際輸…
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根軌跡圖
根軌跡圖（root locus）是控制理論及穩定性理論中，繪圖分析的方式，可以看到在特定參數（一般會是回授系統的环路增益）變化時，系統極點的變化。根軌跡圖是由所發展的技巧，是經典控制理論中的稳定性判据，可以判斷線性非時變系統是否穩定。 根軌跡圖是在複數s-平面中，系統閉迴路傳遞函數的极点隨著增益參數的變化（參照極零點圖）。 用途 除了確認系統的穩定性外，根軌跡圖也可以用來設計回授系統的阻尼比（ζ）及自然頻率（ωn）。定阻尼比的線是從原點…
系統識別
系統識別（system identification）是利用统计学，從量測到的數據來建構动力系统数学模型的方法。系統識別也包括试验设计，利用迴歸分析迴歸分析有效的產生有足夠資訊的數據，以及等。 簡介 此條目中的動態數學模型（dynamical mathematical model）是用數學方式來描述系統或是過程的動態特性，可能是時域特性或是頻域特性，例如： 物理系统過程，像是因為受引力影響而掉落的物體 经济体系過程，像是反應外在影響的股…
PID控制器
PID控制器（比例-积分-微分控制器），由比例单元（Proportional）、积分单元（Integral）和微分单元（Derivative）组成。可以透過調整這三個單元的增益K_p，K_i和K_d來調定其特性。PID控制器主要适用于基本上线性，且动态特性不随时间变化的系统。 PID控制器是一个在工业控制应用中常见的回授回路部件。这个控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较，然后把这个差别用于计算新的输入值，这个新的输入值的目的是可以让…
齐格勒-尼科尔斯方法
齐格勒－尼科尔斯方法（）是一种整定PID控制器、探索其控制参数的方法。它是由1940年代早期两位泰勒仪器公司的工程师提出的，这个方法也因此以二人的名字命名。其调试方式为，首先将积分和微分增益设置为0，然后比例增益从零开始逐渐增加，直到到达极限增益KU，此时控制器输出值以恒定值振荡。KU和振荡周期TU根据不同的类型，按下表中的方式来设置比例、积分和微分增益。 比較 齐格勒－尼科尔斯方法會有「1/4振幅衰減」的特性（使系統第二次過衝量是第一…
波德圖
波德圖（，“Bode”的英文發音類似Boh-dee，荷蘭文的發音則類似Bow-dah），又名-{zh-hans:伯德图;zh-hant:波特圖}-，是線性非時變系統的傳遞函數對頻率的半對數座標圖，其橫軸頻率以對數尺度表示，利用波德圖可以看出系統的頻率響應。波德圖一般是由二張圖組合而成，一張幅頻圖表示頻率響應增益的分貝值對頻率的變化，另一張相頻圖則是頻率響應的相位對頻率的變化。 波德圖可以用電腦軟體（如MATLAB）或儀器繪製，也可以自行…
状态空间
状态空间（），是控制工程中的一個名詞。状态是指在系统中可决定系统状态、最小数目变量的有序集合。而所谓状态空间则是指该系统全部可能状态的集合。簡單來說，状态空间可以視為一個以狀態變數為坐標軸的空間，因此系統的狀態可以表示為此空間中的一個向量。 状态空间表示法即為一種將物理系統表示為一組輸入、輸出及狀態的數學模式，而輸入、輸出及狀態之間的關係可用許多一階微分方程來描述。 為了使數學模式不受輸入、輸出及狀態的個數所影響，輸入、輸出及狀態都會以…
奈奎斯特稳定判据
在控制理论和稳定性理论中，奈奎斯特稳定判据（）是贝尔实验室的瑞典裔美国电气工程师哈里·奈奎斯特于1932年发现，用于确定動態系统稳定性的一种图形方法。由于它只需检查对应开环系统的奈奎斯特图，可以不必准确计算闭环或开环系统的零极点就可以使运用（虽然必须已知右半平面每一种类型的奇点的数目）。因此，他可以用在由无理函数定义的系统，如时滞系统。与波德圖相比，它可以处理右半平面有奇点的传递函数。此外，还可以很自然地推广到具有多个输入和多个输出的复…
奈奎斯特图
奈奎斯特图（）是對於一個連續時間的線性非時變系統，將其頻率響應的增益及相位以極座標的方式在复平面中繪出，常在控制系統或信號處理中使用，可以用來判斷一個有反馈的系統是否穩定。奈奎斯特图的命名是來自貝爾實驗室的電子工程師哈里·奈奎斯特（Harry Nyquist）。 奈奎斯特图上每一點都是對應一特定頻率下的頻率響應，該點相對於原點的角度表示相位，而和原點之間的距離表示增益，因此奈奎斯特图將振幅及相位的波德圖綜合在一張圖中。 一般的系統有低通…
相位裕度
在电子放大器中，相位裕度（PM, Phase Margin）是在零dB增益時，放大器的输出信号（相对于其输入）的相位与-180°之间的差（单位为度）。 :\mathrm{PM} = \Delta \phi - (-180^\circ) = \Delta \phi + 180^\circ. 例如，放大器在零dB時的相位落後是-135°，則其相位裕度為-135°+180°=45°。 理論 通常开环相位延遲（相对于输入）随频率變化，逐步增加到…
積分飽和
積分飽和（Integral windup或integrator windup）是指PID控制器或是其他有積分器的控制器中的現象，是指誤差有大幅變化（例如大幅增加），積分器因為誤差的大幅增加有很大的累計量，因此造成過沖，而且當誤差變為負時，其過沖仍維持一段時間之後才恢復正常的情形。 成因及特性 積分飽和常因為實際系統的限制所造成，實際系統和理想系統不同，有些理想系統中的訊號，在實際系統中會有飽和問題，因此系統的輸出會限制在其上限或是下限，…
增益規劃
增益規劃（gain scheduling）是控制論中的用語，是指用一系統的線性控制器控制非線性系統，設法在不同的系統工作點提供適當的控制。一般會在不同的工作點將系統線性化，再依各工作點選擇參數。增益規劃名稱中雖然有「增益」，不過實際調整的是包括增益在內的系統控制器參數。 增益規劃中會選用一個或多個可觀測的變數（稱為規劃變數）來判斷系統目前工作的條件，以及需要使用哪一個控制器。例如對如飛機的飛行控制系統會選用高度及馬赫數為規劃變數，配合這…
目標值
系統的方塊圖，利用誤差控制系統在目標值附近。正誤差表示回授過低，控制器會增加輸出，負誤差表示回授過高，控制器會減少輸出]] 目標值（target）也稱為設定值（setpoint，簡稱SP）或參考值（reference），是模控學及控制理论中的名詞，是指系統想要達到的狀態 }}