能耗

具體應(yīng)用

　　單位能耗是反映能源消費水平和節(jié)能降耗狀況的主要指標，一次能源供應(yīng)總量與國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）的比率，是一個能源利用效率指標。該指標說明一個國家經(jīng)濟活動中對能源的利用程度，反映經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和能源利用效率的變化。

最小能耗控制系統(tǒng)

　　能在指定時間內(nèi)以最少的能量消耗完成規(guī)定控制作用的最優(yōu)控制系統(tǒng)。這種控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各類工程實際問題中。例如，對直流他激電機施加反向電流進行制動，要求在指定時間內(nèi)把電機控制到完全停轉(zhuǎn)，并使控制過程中消耗的電能為最少。這種控制問題就可采用最小能耗控制方式來實現(xiàn)。下圖是用開環(huán)方式構(gòu)成的最小能耗控制系統(tǒng)。計算機通過計算提供每一時刻的各個最優(yōu)控制變量的函數(shù)值，經(jīng)過信號放大和功率放大驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，對被控對象以最小能耗方式進行控制。〔1〕線性被控對象的最小能耗控制問題通常采用極大值原理來求解。設(shè)被控對象的狀態(tài)方程和初始狀態(tài)（見狀態(tài)空間法）為

　　式中A和B是由被控對象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)所決定的系數(shù)矩陣，x（t）是狀態(tài)向量，u（t）是控制向量；控制向量u（t）的各個分量滿足下面的約束：

　　-Mi≤ui（t）≤+Mi（i=1，2，…，m）

　　則使被控對象在指定時刻τ達到終態(tài)x（τ）=0，并使表示耗能值的性能指標

　　取極小值的最優(yōu)控制向量u*（t）必須具有如下的形式：

　　式中λj（t）（j=1，2，…，n）是系統(tǒng)的協(xié)態(tài)變量。最優(yōu)控制向量u*（t）是協(xié)態(tài)變量λ（t）的非線性函數(shù)（飽和特性）。在最小能耗控制系統(tǒng)的構(gòu)成中，為了求解最優(yōu)控制向量u*（t），需要在系統(tǒng)開始工作之前事先解出λ（t），并存入計算機。