第03章1自动控制理论文档.ppt

控制系统的时域分析 控制系统的时域分析 典型的试验信号 典型的试验信号 典型的试验信号 典型的试验信号 典型的试验信号 对于恒值系统，相当于给定值突然变化，或扰动值突然有一个变化。 典型的试验信号 典型的试验信号 典型的试验信号 典型的试验信号 典型的试验信号 典型的试验信号 典型的试验信号 典型的试验信号 * * 第七节: 控制系统的稳定误差 第一节: 典型的试验信号 第二节: 一阶系统的时域响应 第三节: 二阶系统的时域响应 第四节: 高阶系统的时域响应 第五节: 线性定常系统的稳定性 第六节: 劳斯稳定判据 进行控制系统的时域分析过程 1、先规定典型输入信号 2、求系统在典型信号输入的时域响应 3、根据时域响应分析系统的性能指标 控制系统的时域分析内容 1、稳定性 2、暂态响应 3、稳态误差 这一节回答的问题： 1 为什么要使用典型的输入信号？ 2 典型的输入信号有哪几种？它们为什么是典型的？ 3 典型的输入信号的数学模型、图象？ 4 典型的输入信号相互关系如何？ 选择的典型信号应该满足两个条件： 1) 典型输入信号的数学表达要简单，便于数学分析和理论计算。 2) 在控制现场或者实验室中容易产生，便于实验分析和检验。 系统的输入信号通常不会都是确定的，更不是典型的，使用典型的输入 信号只是为了分析和设计的方便。采用典型的输入信号，可以使问题的数学处理系统化，另外，它还可以由此去推知更复杂输入下的系统响应。 在控制理论中，有5种常用的典型输入信号. （1.） 阶跃信号 （2.） 斜坡信号 （3.） 等加速度信号 （4.） 脉冲信号 （5.） 正弦信号 （1.） 阶跃信号 当 R=1 时，称为单位阶跃信号，记作1(t) r(t) t R 阶跃信号 （3-1） 阶跃信号拉氏变换式为： 对于随动系统来说，相当于加了一个突变的给定位置信号。 含义 （2.） 斜坡信号 当 R=1 时，称为单位斜坡信号。 r(t) t R 斜坡信号 （3-2） 斜坡信号又称为等速度输入函数。 斜坡信号拉氏变换式为： 对于随动系统来说，相当于按照某一恒速变化的位置信号。 含义 （3.） 等加速度信号 当 时，称为单位等加速度信号。 r(t) t R 等加速度信号 （3-3） 等加速度信号又称抛物线信号。 等加速度信号拉氏变换式为： 对于随动系统来说，相当于按照某一恒定加速度进行变化的位置信号。 含义 （4.） 脉冲信号 当 时，如果 称为单位理想脉冲函数。 r(t) t 脉冲信号 （3-4） 脉冲函数信号拉氏变换式为： 在间断点上，单位阶跃函数对时间的导数。 含义 （5.） 正弦信号 正弦信号主要用于求取系统的频率响应，据此分析和设计控制系统 （3-5） 正弦信号拉氏变换式为：