[工学]控制工程基础-第三章徐2.ppt

3、线性系统的时域分析 3.1 典型输入信号与时域性能指标 3.2 一阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 3.4 高阶系统的时域分析 3.5 线性系统稳态误差计算 3.6 线性系统状态方程的解 本章学习要点 了解典型输入信号和时域性能指标 掌握一阶系统的时域分析方法 掌握二阶系统的时域分析方法 了解高阶系统的主导极点及其时域分析方法 掌握反馈系统的稳态误差及其误差补偿的方法 掌握线性系统状态转移矩阵的性质和求解方法 掌握状态方程的求解方法 引言-时域分析在控制理论中的地位和作用 3.1 典型输入信号与时域性能指标 3.1 典型输入信号与时域性能指标 为了能比较各种控制系统的性能，在设计和分析控制系统时，需要有一个对各种控制系统的性能进行比较的基础。 而这种基础就是预先规定一些具有特殊型式的试验信号做为系统的输入，然后比较各种系统对这些输入信号的反应（过渡过程）。 这些特殊的信号，就是我们前面介绍过的——典型输入信号。有： ①阶跃函数——单位阶跃函数 ②斜坡函数——单位斜坡函数 ③抛物线函数——单位抛物线函数 ④ 脉冲函数——单位脉冲函数 ⑤正弦函数 3.1 时域响应与典型输入信号 3.1 典型输入信号与时域性能指标 3.1 典型输入信号与时域性能指标 上次课小结 状态空间表达式 上次课小结 3、求取 上次课小结 求传递函数矩阵 作业： 3.1 典型输入信号与时域性能指标 3.1 典型输入信号与时域性能指标 3.1 典型输入信号与时域性能指标 3.1 典型输入信号与时域性能指标 3.1 典型输入信号与时域性能指标 3.1 典型输入信号与时域性能指标 3.2 一阶系统的时域分析 3.2 一阶系统的时域分析 3.2 一阶系统的时域分析 3.2 一阶系统的时域分析 3.2 一阶系统的时域分析 3.2 一阶系统的时域分析 3.2 一阶系统的时域分析 3.2 一阶系统的时域分析 3.2 一阶系统的时域分析 3.2 一阶系统的时域分析 一阶系统的结构图如图所示，若kt=0.1,试求系统的调节时间ts，如果要求ts 0.1秒。试求反馈系数应取多大？ 3.2 一阶系统的时域分析 3.2 一阶系统的时域分析 思考题和选做题： （1）当一阶对象的模型为 时，分别求其对各典型信号输入的输出响应，并讨论所得的结果是否符合前面的证明和结论？试着解释为什么有这样的结果？ （2）当输入信号为 时， 的输出响应是什么？能否根据这个结果利用上面思考题直接写出 对 的输出响应？ 上次课小结 一、时域分析(的概念) 上次课小结 二：一阶系统的时域响应 1、表达式 2、阶跃响应 3、斜坡响应 4、脉冲响应 5、导数关系 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 现在我们讨论 的取值对特征根的影响 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 此时特征根 的实部 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 二阶系统的特征根为： 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 上式中： 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 因此：求过渡过程时间（或调节时间），一般是按照其包络线进入小的稳态区域，来计算的！ 即： 3.3 二阶系统的时域分析 如果已知 上次课小结 一、典型二阶系统单位阶跃响应 上次课小结 上次课小结 二：性能指标计算（欠阻尼） 上次课小结 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 3.3 二阶系统的时域分析 3.4 高阶系统的时域分析 3.4 高阶系统的时域分析 3.4 高阶系统的时域分析 3.4 高阶系统的时