受限控制系统

受限控制系统（constrained control system），工学-控制科学与工程-控制理论与控制工程基础，系统在具有输入（执行器）限制、状态限制和输出（传感器）限制或三者之间的组合限制情况下，能实现稳定或者实现预期控制目标的控制系统。受限系统控制器设计问题一直是控制理论界和工程应用中备受关注的领域之一。在实际控制过程中，尤其是航空、化工、锅炉、机器人等行业，由于受物理条件的制约，系统的输入、输出和状态的受限情形无处不在，从而严重阻碍常规和先进控制算法的应用与实施。如果依然采用已成熟的基于无约束条件的控制器设计方法，轻则影响控制效果，达不到控制要求，重则损害设备，造成巨大经济损失，甚至危害人的生命和财产安全。因此对受限系统的研究具有重大的实际意义，正日益引起控制领域的广泛关注。对于大多实际控制系统而言，状态、输入与输出限制主要来自系统存在的物理特性限制，如继电器、死区、饱和等现象。由于实际控制系统中控制器大都是通过执行器来驱动被控对象的，物理结构决定了执行器的输出量及输出变化率不可能任意大，即执行器的输出量幅值及输出速率幅值必须限定到一个指定区间内。