微分在數學中的定義:由函數B=f(A),得到A、B兩個數集,在A中當dx靠近自己時,函數在dx處的極限叫作函數在dx處的微分,微分的中心思想是無窮分割。微分是函數改變量的線性主要部分。微積分的基本概念之一。
設f是從歐幾里得空間(或者任意一個內積空間)中的一個開集射到的一個函數。對于中的一點x及其在中的鄰域中的點x+h。如果存在線性映射A使得對任意這樣的x+h,
那么稱函數f在點x處可微。線性映射A叫做f在點x處的微分,記作。
如果f在點x處可微,那么它在該點處一定連續,而且在該點的微分只有一個。為了和偏導數區別,多元函數的微分也叫做全微分或全導數[2]。
當函數在某個區域的每一點x都有微分時,可以考慮將x映射到的函數:
這個函數一般稱為
微分函數
微分系統是系統科學的一個數學分支。主要研究隨時間演變的微分系統的整體性質及其在擾動中的變化。
微分控制,即D控制,是指以微分為控制規律的控制過程和方法。基本控制規律有比例P、微分D、積分I三種。
D控制能夠在早期修正信號,增加系統的阻尼程度,改善系統穩定性,但對穩態性能沒有影響,且對噪音敏感,容易出現過操作。
微分控制是對輸入量的變化量進行反應的,也就是說,D控制不對輸入量本身有反應,而僅對輸入量的變化有反應。基于這個特點,微分控制的優缺點也十分明顯。
微分控制的優點是,能夠敏感感知輸入量的波動,使控制器盡早做出反應,增加了系統的阻尼程度,提高了系統的響應速度,提高了系統的動態性能。用于串聯校正時,實際上使系統增加了一個開環零點,使系統的相角裕度提高。
微分控制的缺點是,若系統的輸入量不變,即使輸入量和輸出量之間存在偏差,微分控制也無法作用;同時,若出現了變化率很大的噪聲,微分控制會有過度的反應,影響控制器的工作。
因此,微分控制僅對動態過程起作用,對穩態過程沒有影響,且對系統噪聲敏感,一般不會使用單獨的D控制。
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