控制系统的时域分析 课件 .pdf

第3章控制系统的时域分析

内容提要

本章研究了线性系统的性能分析的时域方法，讨论了

稳定性判据，稳态误差，动态性能，并分析典型一

阶系统和典型二阶系统的时域响应，简单介绍高阶

系统的动态响应。

知识要点

系统稳定的充分必要条件，劳斯判据，静态误差系数，

稳态误差，系统的动态性能计算，高阶主导极点。

教学重点

掌握系统稳定性的定义和稳定判据，熟练计算稳态误

差，牢固掌握二阶系统的典型模型和响应特点，熟

练计算二阶欠阻尼系统的动态性能指标。

3．1典型输入信号及其拉氏变换

为了求得系统的时间响应，必须知道输入信号的解

析表达式，但实际系统的输入信号千差万别，且具

有不确定性，因而很难以用解析方法表达。为了对

各种控制系统的性能进行对比，需要用统一的典型

输入信号来测试系统的性能。典型的信号的特点是：

数学形式简单；能反映系统大部分实际情况；易于

通过实验产生。系统的实际输入信号可以看成是这

些测试信号的组合。常用典型信号主要有以下五种。

3．1．1阶跃信号

R1

r(t)R1(t)L[1(t)]

0s

r(t)r(t)

RR

0t0τt

(a)(b)

3．1．2斜坡信号

t0

t

r(t)Rt1(t)

0t0

r(t)1

L[t1(t)]2

s

Rt

0t

3．1．3抛物线信号

12

12Rtt0

2

r(t)Rt1(t)

2

0t0



r(t)

1Rt2