不变性原理

invariance principle研究使系统的一个或几个被调量与作用于系统的外部干扰无关的方法和手段的理论。是自动控制系统理论的一个分支。假定综合自动控制系统的被调量由下式表示：式中Y（P）、 D（P）、 X（P）分别为系统被调量、外部干扰、控制量的拉普拉氏变换，B（P）/A（P）、E（P）/F（P）分别为干扰对被调量、控制量对被调量的传递函数。由上式可见，只要在外部干扰引起系统的误差为零， B （P）D（P）=0（2）则系统被调量与作用于系统的干扰无关，即不变性条件。当系统结构保证B （P）=0时，系统的动态和稳态过程完全不受干扰的影响，称为绝对不变性。当干扰量引起系统的误差小于给定值ε，称精度至ε不变性；当若干干扰存在时，被调量不受某个或其中几个干扰量的影响时，称选择不变性。在参数时变系统、变结构系统、非线性系统和不平稳系统中，满足不变性条件更为复杂。若系统结构能保证式（1）中的则系统的被调量将完全复现控制量。这也是不变性原理所研究的范围。实现不变性原理的方法主要有复合控制和复式反馈两种。不变性原理在火控系统中得到了成功的应用。例如：根据不变性原理设计的雷达、光学跟踪仪、火控计算机、火炮、导弹发射架的复合控制随动系统，可以大大降低系统开环放大系数，因而提高系统稳定性。由于补偿通道的引入保证了系统动态误差很小，从而有效地解决了系统稳定性与精度之间的矛盾。运用不变性原理构成火控计算机的滤波与补偿方案，能有效地对噪声进行滤波而使输出诸元精度高、平稳性好。（孟庆湖撰文；马骥桥、王校会审稿）