採樣調節

採樣調節是一種周期性的斷續調節。主要套用在被調節對象的狀態和調節手段在時間上嚴重不同步（純滯後）的情況下。

基本介紹

• 中文名：採樣調節
• 性質：一種周期性的斷續調節
• 套用：狀態和調節手段在時間上不同步
• 測量：用已知量和未知進行對比的過程

相關名詞解釋

舉例

為了簡要說明和採樣調節有關的幾個概念這裡通過日常生活中的一個例子來說明其中有關的一些概念和定義。

在一個水盆里，有部分冷水，現在需要通過加熱水的方法來取得適合需要的溫水。通常人們的做法會是：把一隻手放入水中，同時加入熱水。一開始的時候，感覺水溫較低，於是熱水會倒得快一些，等到感覺差不多了，熱水就會倒得慢一些，直到滿意為止。這個過程，就是一個調節過程。在這個過程中有必不可少幾個環節：1、要有調節對象，也就是那桶水；2、調節參數；3、執行

測量

測量是指：用一個已知量和未知進行對比的過程。在舉例中如果把用手去感受溫度改為用一隻溫度計來測量，就是用溫度計上的刻度來和水的溫度進行比較。實際上用手去感受溫度也是同樣的道理，不過這個度在人的經驗感知範圍內，理解起來不那么直觀罷了。

測量得到的數據，可以作為採樣的結果。

採樣

採樣是指；把時間域或空間域的連續量轉化成離散量的過程。準確的說一桶水的溫度，應該是這桶水各個部位溫度的集合，它包括了這桶水中無窮多個點的溫度（空間域）。同時隨著時間變化，水的溫度也在變化，而時間也是可以無窮分割的（時間域），當我們說這桶水溫度是多少的時候，它已經發生了變化。所以要精確、全面的描述一桶水的溫度是非常複雜的，也是不必要的。我們可以選取一些有代表性的數據來描述這桶水的溫度。例如：只要檢測出某個時刻某個（或幾個）位置的水溫，就可以準確表達出一桶水的溫度。這個過程就是採樣。

調節

調節是使一個事物的狀態逐步達到或回到調節目標的過程。

它由三個部分組成，被調節對象、調節目標、調節手段。調節對象是指要調節的事物；調節目標又稱給定值，指調節所要達到的目標；調節過程必須要有相應的手段才能進行，否則無法形成過程。

一個簡單的調節過程，是通過檢測獲得被調節對象狀態參數，將之與調節目標的給定參數進行比較，得到兩者之間的偏差，再依據這個偏差的大小通過判斷、運算來確定採用什麼手段，用多大力度來進行調節並實施，這樣一個周而復始，直到被調節對象狀態參數和調節目標的給定參數一致的過程。如果通過機械、電子的方式使這一過程自動進行，則稱為自動調節。

採樣調節

一般情況下，自動調節過程是連續進行的。它的測量、比較、運算、調節是同時不間斷斷進行的。這種方式可以隨時獲得對象參數，隨時採用手段進行調節，具有很大的及時性。但在某些情況下確並不適用，甚至導致調節失敗。例如，當需要調節鹽水濃度時，當鹽被加入水中後，有一個逐步溶解並散發到整個容器的過程，這時加鹽到形成鹽水有一個時間差，這種時間差在自控理論中稱為純滯後。對於存在純滯後的被調對象，一般的自動調節很難適應。可以構想一下，當鹽被加入水中後，如果立即檢測鹽水濃度，將會得出一個鹽加少了的結論，要是根據這個結論繼續加鹽，那么待到鹽溶解後鹽水濃度將遠遠超過要求的濃度。在這種情況下就需要用到採樣調節。

採樣調節依據的不是即時測量的結果，而是在施加調節手段後採取被調節對象參數穩定後的數據，並以此作為依據進行比較、運算、調節。這時的數據採集，可以是通過連續測量判斷被調節對象參數已經穩定後進行採集，也可以根據經驗或計算在上一個調節過程結束後直接間隔一段時間後採集。所以整個調節過程呈現為一種周期性的斷續調節。

採樣調節的套用

採樣調節在工業上的套用

採樣調節在工業生產中常用於被調節對象存在嚴重純滯後和被調參數和調節手段之間存在嚴重非線性關係的場合。

前一種情況常見於有固體物料溶解的工藝過程、測量工藝參數時需要較長時間的場合。

後一種常見於需要控制溶液中和點的調節系統。例如廢水處理中的 PH 值調節。

採樣調節在社會管理中套用

社會管理中許多要調控的對象，在採取調控措施後，要等相當長的時間才能反應出效果來，所以很大程度上必須按照採樣調節的原則來進行調控。

比如城市道路交通，在新修一條道路後，需要經過數周或數月甚至更長的時間，附近的交通流量才會穩定下來，這時才能根據當時的交通流量確定是否還需要再修一條路。

又如人口政策，一項措施出台後，要等十幾年才能看出成效，所以只能周期性的採取措施。人口普查，就是人口調控中的採樣環節。