第二章_(第7讲)辩析.ppt

* G —系统总传递函数 Pk—第k条前向通路的传递函数（通路增益） ? —流图特征式 —所有不同回路的传递函数之和 —每两个互不接触回路传递函数乘积之和 —每三个互不接触回路传递函数乘积之和 —第k条前向通路特征式的余因子，即对于流图的特征式?，将与第k 条前向通路相接触的回路传递函数代以零值，余下的?即为?k。 ?k —任何m个互不接触回路传递函数乘积之和 例：二阶RC电气网络 例：一个前向通道 例：多个前向通道 例：课堂作业 2.5.2.5 信号流图梅逊公式 一个前向通道 多个前向通道 2.5.3.1系统传递函数 仅控制量作用下 仅扰动量作用下 控制量和扰动共同作用下 2.5.3.2系统误差传递函数 仅扰动量作用下 控制量和扰动共同作用下 Part 2.5.3 控制系统传递函数 单独处理 线性叠加 前向通道：R(s)到C(s)的信号传递通路 反馈通道：C(s)到B(s)的信号传递通路 系统闭环传递函数：反馈回路接通后， 输 出量与输入量的比值。 系统对控制量R(s)的闭环传递函数 系统对扰动量N(s)的闭环传递函数 2.5.3.1系统的传递函数 系统工作在开环状态， 反馈通路断开。 系统开环传递函数：前向通道传递函数与反馈通道传 递函数的乘积。 (反馈信号B(s)和偏差信号 (s)之间的传递函数) 系统 的开环传递数函数 假设扰动量N(s)=0 控制量R(S)作用 假设R(s)=0 ！扰动的影响将被抑制 扰动量N(S)作用 控制量与扰动量同时作用 以误差信号E(s)为输出量，以控制量R(s)或拢动量N(s)为输入量的闭环传递函数。 2.5.3.2 系统误差传递函数 假设扰动量N(s)=0 控制量R(S)作用 假设R(s)=0 扰动量N(S)作用 控制量与扰动量同时作用 系统的闭环传递函数具有相同的特征多项式 1+G1(s)G2(s)H(s) G1(s)G2(s)H(s)为系统的开环传递函数。 系统的固有特性与输入、输出的形式、位置均无关；同一个外作用加在系统不同的位置上，系统的响应不同，但不会改变系统的固有特性。 闭环传递函数的极点相同。 * 第三章  自动控制系统的时域分析 * 典型输入作用和时域性能指标 一阶系统的瞬态响应 二阶系统的瞬态响应 高阶系统分析 稳定性和代数稳定判据 稳态误差分析 本章主要内容 * 第一、二节 典型输入作用和时域性能指标 * 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。 由于时域分析是直接在时间域中对系统进行分析的方法，所以时域分析具有直观和准确的优点。 系统输出量的时域表示可由微分方程得到，也可由传递函数得到。 在初值为零时，一般都利用传递函数进行研究，用传递函数间接的评价系统的性能指标。具体是根据闭环系统传递函数的极点和零点来分析系统的性能。此时也称为复频域分析。 时域分析 * 典型初始状态 这表明，在外作用加入系统之前系统是相对静止的，被控制量及其各阶导数相对于平衡工作点的增量为零。 一、典型初始状态 规定控制系统的初始状态均为零状态，即在 时 * 二、典型输入作用 ⒈ 脉冲函数： 典型输入作用 理想单位脉冲函数： [定义]： ，且 ，其积分面积为1。 出现在 时刻，积分面积为A的理想脉冲函数定义如下： 且 其拉氏变换后的像函数为： * ⒉ 阶跃函数： A阶跃幅度，A=1称为单位阶跃函数，记为1（t）。 实际单位脉冲函数： 和 当 时， 其拉氏变换后的像函数为： 典型输入作用 * ⒊ 斜坡函数（速度阶跃函数）： B=1时称为单位斜坡函数。 典型输入作用 ⒋ 抛物线函数（加速度阶跃函数）： C=1时称为单位抛物线函数。 其拉氏变换后的像函数为： 其拉氏变换后的像函数为： * 典型输入作用 [提示]：上述几种典型输入信号的关系如下： ⒌ 正弦函数： ，式中，A为振幅， 为频率。 其拉氏变换后的像函数为： 分析系统特性究竟采用何种典型输入信号，取决于实际系统，如： 输入具有突变性质?选择阶跃函数 输入随时间增长变化?选择斜坡函