自动控制理论 第五章 过程控制 5.4 执行器(3)

为被控量的传递函数矩阵。若组成图2.38 所示得控制系统，只要一个控制器改变信号，两个输出变量都会变化，不能做到一个控制变量只控制一个输出变量。如果我们在系统中增加一个变量，其传递函数为

　　(2.101)

使得

若 称为一个对角线矩阵，即

　　(2.102)

则控制系统可以构成图2.39所示的控制系统。

图2.39 解耦控制原理图

图2.39 所示的系统可以等效为图2.40所示的系统。

图2.40 解耦控制系统的等效结构图

根据图2.40，可以得出

　　(2.103)

式(2.103)表明，系统已经消除了耦合关系，实现了一个控制器只控制一个输出变量。图2.40 所示的控制系统相当于两个独立的控制回路。这种控制方式称为解耦控制。在系统中引入的装置成为解耦装置。依靠引入解耦装置消除系统间关联的方法称为理想解耦或完全解耦。解耦装置的数学模型往往比较复杂，一般需要用计算机在实现。因为理想解耦实现起来很困难，所以又出现了多种简化解耦方法，这里不再详述。