自动控制理论教学课件作者李素玲3_1课件幻灯片.pptVIP

分析控制系统的第一步是建模，然后采用各种 进行分析，由于多数控系是以时间t作为独立变量， 所以人们往往关心状态及输出对时间t的响应。 时域分析法——根据系统的微分方程，以拉氏 变换为工具，直接解出系统的时间响应即方程的解。 时域分析是一种直接在时间域中对系统分析的 方法，准确、直观，可根据响应表达式和曲线分析 系统的稳、快、准等性能。 引 言 第三章 时域分析 第三章 控制系统的时域分析 3.1 控制系统的性能指标 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 线性系统的稳定性分析 3.6 线性系统的稳态误差 分析系统的时间响应亦即分析描述其运动的微分 方程的解。 以RC网络为例： 稳态响应 暂态响应 稳态响应 暂态响应 可见：不论哪种求解方法，也不论初始条件如何， 　　　均有：系统响应=稳态响应+暂态响应 3.1 控制系统的性能指标 第三章 时域分析 系统响应由稳态响应和暂态响应组成，稳态响应由稳态性能描述，而暂态响应由暂态性能描述，故系统的性能指标也就由稳态性能指标和暂态性能指标组成。 3.1.1 暂态性能指标 因为阶跃输入对系统来说是最一般也是最严峻的工作状态，如果系统在阶跃信号输入下的暂态性能满足要求，则在其他形式的输入信号下，其暂态性能也会令 人满意。 性能指标（续） 第三章 时域分析 c(t) ess td 0 tr tp ts 超调量 td:延迟时间 tr:上升时间 tp:峰值时间 ts:调节时间 t 性能指标（续） 第三章 时域分析 1.延迟时间 响应第一次达到稳态值 50%的时间。 3.峰值时间 ：响应超过 达到第一个峰值的 时间。 2.上升时间 的 10% ~90%的时间。 ：响应第一次达到稳态值 的时间。 当无超调时，指响应从 4.调节时间 ：在 曲线的 附近，取其 称为误差带，或叫允许 误差，用 表示。 是响应曲线 c(t)达到并不再超出 的最小时间。 性能指标（续） 第三章 时域分析 性能指标（续） 第三章 时域分析 5.超调量 ：响应的最大值 超过 的百 分数。即 6.振荡次数 ：在 内， 偏离 的振荡次数； 或在 内， 曲线穿越 的 次数的 。 性能指标（续） 3.1.2 稳态性能指标 稳态误差 ：对于单位反馈系统，当 第三章 时域分析 时，系统响应的实际值与期望值（即输入量）之差： 性能指标（续） 第三章 时域分析 现输入信号的最终精度。一 上述各种性能指标中， 描述系统起始段的快 慢； 和 反映暂态过程振荡的剧烈程度； 总体上反映系统的 表示系统过渡过程的持续时间， 快速性； 反映系统复 般以 、 和 评价系统 响应的稳、 快、准。