敏感度 (控制系統)

敏感度(sensitivity)也稱為靈敏度,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。有一種量測敏感度的方式是正規敏感度峰值(nominal sensitivity peak)[1]

其中是受控體及控制的傳遞函數,系統是負回授閉迴路控制系統,增益為1。

出現在上式的敏感度函數也描述了從外擾到製程輸出的傳遞函數。較低表示對外擾的抑制能力越強。敏感度函數可以看出回授受到外擾影響的程度。[2]

控制系統中的敏感度函數最大值需要受到限制,一般常見的要求是需在1.3到2之間。

敏感度圓

敏感度的大小是傳遞函數的奈奎斯特图距臨界點最短距離的倒數。若敏感度,表示奈奎斯特图距臨界點的距離大於等於,奈奎斯特图在以臨界點為圓心, 為半徑的圓外,這個圓稱為敏感度圓(sensitivity circle)。

參考資料

  1. K.J. Astrom and T. Hagglund, PID Controllers: Theory, Design and Tuning, 2nd ed. Research Triangle Park, NC 27709, USA: ISA - The Instrumentation, Systems, and Automation Society, 1995.
  2. K.J. Astrom, "Model uncertainty and robust control," in Lecture Notes on Iterative Identification and Control Design. Lund, Sweden: Lund Institute of Technology, Jan. 2000, pp. 63–100.

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