时域分析林第四周第五节课.ppt

3.1典型输入信号和时域指标 控制系统的性能要求 3-1 典型的输入信号 系统的数学模型由本身的结构和参数决定； 系统的输出由系统的数学模型、系统的初始状态和系统的输入信号形式决定； 零输入响应+零状态响应（自由响应+强迫响应） 3-1 典型的输入信号 系统两类信号 系统正常工作时的输入信号 外加测试信号 典型输入信号的特点：数学表达简单，便于分析和处理，易于实验室获得。 信号的选用。要根据系统的实际输入信号而定。同时，在所有的可能的输入信号中，选取最不利的信号作为系统的典型输入信号。 3.1典型输入信号和时域指标 3.1典型输入信号和时域指标 3.1典型输入信号和时域指标 3.1典型输入信号和时域指标 3.1典型输入信号和时域指标 3.1典型输入信号和时域指标 3.1典型输入信号和时域指标 3.1典型输入信号和时域指标 （2）稳态过程：时间 t 趋于无穷大时的响应过程，稳态过程表征输出量最复现输入量的程度，用稳态性能描述。 * * * 第三章 线性系统的时域分析法 3-1 系统时间响应的性能指标 3-2 一阶系统的时域分析 3-5 线性系统稳态误差的计算 3-3 二阶系统的时域分析 3-4 高阶系统的时域分析 系统应是稳定的 系统达到稳定时，应满足给定的稳态误差的要求 系统在暂态过程中应满足暂态品质的要求 控制系统的分析方法 时域分析 频域分析 （1）建立数模（微分方程式，传递函数） （2）选择合适的输入函数（典型信号） （3）求出系统输出随时间变化的关系 C(s) = G(s)R(s) c(t) = L?1[C(s)] （4）根据时间响应确定系统的性能，包括稳定性快速性和准确性等方面指标，看这些指标是否符合生产工艺的要求。 3.1典型输入信号和时域指标 时域分析法基本步骤 一些基本性质 一、阶跃信号 A为常量，A=1的阶跃函数称为单位阶跃函数。 表达式： 拉氏变换： 二、斜坡函数 拉氏变换： A为常量，A=1的阶跃函数称为单位斜坡函数。 表达式： A为常量，A=1的阶跃函数称为单位等加速度函数。 三、等加速度信号 表达式： 拉氏变换： 为常量， =0的阶跃函数称为单位脉冲函数，记为 。 四、脉冲信号 表达式： 理想脉冲： 拉氏变换： 五、正弦信号 表达式： 正弦信号主要用来求取频率响应。 　　任何一个实际控制系统的时间响应，都由过渡过程（瞬态过程）和稳态过程两部分组成: （1）过渡过程：系统从刚加入输入信号后，到系统输出量达到稳态值前的响应过程，称为过渡过程或动态过程。 在这一期间，由于系统具有惯性、摩擦以及其它一些原因，输出量不可能完全复现输入量的变化。根据结构和参数选择情况，过渡过程表现为衰减、发散或等幅振荡形式，如图所示。显然，一个可以运行的控制系统，其过渡过程必须是衰减的（稳定的）。 c(t) t 0 c(t) t 0 c(t) t 0 和传递函数的 极点什么关系？ 0.5 td ①延迟时间td 0.1 0.9 tr ②上升时间tr ③峰值时间tp tp ④超调量?% ?% ⑤调节时间ts 误差带 ts ⑥振荡次数N ⑦稳态误差ess 控制系统的典型单位阶跃响应 ess=1-h(?) 3.1典型输入信号和时域指标 延迟时间 上升时间 峰值时间 调节时间 快速性 超 调 量 振荡次数 稳态误差 稳定性 最终(稳态)精度 3.1典型输入信号和时域指标