[03机械工程控制基础-时域分析01.ppt

表 扬 高超、王智勇、陈俊达、刘国畅、董君 张志武、张明亮、王炯、于森、王玉勇 赵强、李志鹏、曲国君、崔巍、孙振鲁 李全民、范绪杰、黄超、高兴、孙政辉 彭斌、赵昕、王铮宇、崔志超、赵坤朋 殷龙、余超辉、郭强、刘佳文、王鹏晓 李阳、杨鹏飞、蒋如权 * Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 第三章 时间响应分析 一、时间响应及其组成 1、时间响应 定义：在输入作用下，系统的输出（响应）在时域的表现形式，在数学上，就是系统的动力学方程在一定初始条件下的解。时间响应能完全反映系统本身的固有特性与系统在输入作用下的动态历程。 什么是时域分析? 指控制系统在一定的输入下，根据输出量的时域表达式，分析系统的稳定性、瞬态和稳态性能。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 2、典型示例分析 在时间域，研究在一定的输入信号作用下，系统输出随时间变化的情况，以分析和研究系统的控制性能。 优点：直观、简便 2、时域分析的目的 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 则有： Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 其解可分解为： 第一、二项:初始条件（初始状态）引起自由响应 第三项:作用力引起的自由响应，其振动频率均为Wn， 幅值受到F的影响。 第四项:作用力引起的强迫响应，其振动频率为作用力 频率W。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 系统的时间响应分类: 振动性质: 自由响应 强迫响应 振动来源: 零输入响应（初态”引起的自由响应） 零状态响应（仅由输入引起的响应）。 控制工程主要研究:零状态响应。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 若式（3.1.9）的齐次方程的特征根 各不相同，则 而 又分为两部分，即 第一项:初态引起的自由响应； 第二项:输入引起的自由响应， 设系统的动力学方程为： 方程的解（时间响应）为通解 （即自由响应）与特解 （ 即强迫响应）所组成， 3、一般情况 （3.1.9） Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 全解: 其中:n和si只取决于系统的结构与参数。 当输入函数有导数项:方程为： 利用线性原理:利用方程(3.1.9)的解[3.1.12]，可分别求出各阶作用时的响应函数，然后叠加，就可以求得方程(3.1.13)的解，即系统的响应函数。 Laplace逆变换就是系统的零状态响应。 （3.1.12） （3.1.13） Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 在典型输入信号作用下，任何一个控制系统的时间响应。 1 瞬态响应 指系统从初始状态到最终状态的响应过程。由于实际控制系统具有惯性、摩擦、阻尼等原因。 2 稳态响应 是指当t趋近于无穷大时，系统的输出状态，表征系统输出量最终复现输入量的程度。 Transient Response Stead