D 第三章 控制系统的时域分析法.pdf

《自动控制原理》教案 自动控制原理 教案 《 》 课程责任教师自我介绍 1）课程责任教师：樊友平（博士） 副教授 2）工作单位：武汉大学 3）现任课程：《自动控制原理》（本科生） 《现代控制理论》（研究生） 4）科研与目前的研究方向：参见 5）联系方式： Tel: E-mail: zengwenjing_anhui_dongliu@ 第三章 时域分析法 第三章 时域分析法 第三章 时域分析法 3.1 时间响应性能指标 3.2 一阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 3.4 线性系统稳定性分析 3.5 线性系统的误差分析 3.6 顺馈控制的误差分析 End 本 章 提 要 本 章 提 要 时域分析法是一种直接在时间域中对系统进行分析 的方法，具有直观、准确的优点，可以提供系统时间响 应的全部信息。 本章重点介绍一阶和二阶系统时间响应的分析和计 算；讨论系统参数对性能指标的影响，分析改进二阶系 统性能的措施；介绍高阶系统时域分析方法；介绍用劳 斯稳定性判据分析系统稳定性的方法，以及计算稳态误 差的方法。 3.1 绪言 一. 控制系统的分析方法 分析控制系统 分析方法包括 第一步 建立模型 时域分析法 频域分析法 第二步 分析控制性能， 根轨迹法 线性系统的时域分析法 典型输入信号 线性定常系统的时域响应 控制系统的稳定性分析 线性系统的稳态误差计算 一、二阶暂态响应性能指标 高阶系统暂态响应分析 3.1 时间响应性能指标 3.1 时间响应性能指标 3.1 时间响应性能指标 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 分析控制系统的第一步是建立模型，数学模型一旦建立，第 二步 分析控制性能，分析有多种方法，主要有时域分析 法，频域分析法，根轨迹法等。每种方法，各有千秋。均有 他们的适用范围和对象。本章先讨论时域法。 实际上，控制系统的输入信号常常是不知的，而是随机的。 很难用解析的方法表示。只有在一些特殊的情况下是预先知 道的，可以用解析的方法或者曲线表示。例如，切削机床的 自动控制的例子。 在分析和设计控制系统时，对各种控制系统性能得有评判、 比较的依据。这个依据也许可以通过对这些系统加上各种输 入信号，比较它们对特定的输入信号的响应来建立。 许多设计准则就建立在这些信号的基础上，或者建立在系统 对初始条件变化（无任何试验信号）的基础上，因为系统对 典型试验信号的响应特性，与系统对实际输入信号的响应特 性之间，存在着一定的关系；所以采用试验信号即典型输入 信号来评价系统性能是合理的。