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自动控制原理;第三章线性系统的时域分析法;自动控制系统好？差?;§3-1引言

时域分析定义：指控制系统在一定的输入下，根据输出量的时域表达式，分析系统的稳定性、瞬态和稳态性能。

时域分析作用：时域法是最根本的分析方法，是学习复域法、频域法的根底

时域分析特点：

(1)直接在时间域中对系统进行分析校正，直观，准确；

(2)可以提供系统时间响应的全部信息；

(3)基于求解系统输出的解析解，比较烦琐。;跟踪随动信号的能力;〔五〕正弦信号(SinSignal);

2.动态过程与稳态过程

〔1〕动态过程〔过渡过程、瞬态过程〕：

系统在典型输入信号作用下，系统输出量从初始状态到最终状态的响应过程；用动态性能指标描述。

〔2〕稳态过程：

系统在典型输入信号作用下，当时间t趋于无穷大时，系统输出量的表现方式；用稳态性能指标描述。;§3-2控制系统的性能指标(PerformanceIndex);通常在阶跃函数作用下，测定或计算系统的动态性能。;性能指标图解;动态性能指标

?上升时间tr〔RisingTime〕:

定义为由零开始，首次到达稳态值所需的时间。或从终值10%上升到终值90%所需的时间。;动态性能指标

?峰值时间tp〔PeakTime〕：

响应曲线到达第一个峰值所需要的时间。

;动态性能指标

?超调量〔MaximumOvershoot〕：

指响应的最大偏离量h(tp)与终值之差的百分比，即;动态性能指标

?调节时间ts〔SettlingTime〕：

响应曲线到达并永远保持在一个允许误差范围内，所需的最短时间。误差范围：用稳态值的百分数〔取5%或2%〕;稳态性能指标

稳态误差ess是描述系统稳态性能的一种性能指标，通常在阶跃函数、斜坡函数作用下测定或计算;暂态性能指标;或;§3.3典型一阶系统时域分析;二.一阶系统的阶跃响应及性能指标;性能指标;性能指标;例1一阶系统如下图，K=1，计算调节时ts。如果要实现ts≤1秒，确定前置放大器增益K。;例2系统如下图，现采用负反响方式，欲将系统调节时间减小到原来的0.1倍，且保证原放大倍数不变，试确定参数Ko和KH的取???。;三、一阶系统的单位脉冲响应;可以有差跟踪斜坡信号，减小T可减小差值，但是不能消除跟踪误差。;?五、单位加速度响应;一阶系统对典型输入信号的响应

〔1〕单位脉冲响应

〔2〕单位阶跃响应

〔3〕单位斜坡〔速度〕响应

〔4〕单位加速度响应

四者之间互为导数关系;例3单位反响系统的单位阶跃响应

试求F(s),k(t),G(s);作业

3-2(1)

3-3(1);§3-4二阶系统时域分析;二.二阶系统的单位阶跃响应

系统的特征方程为

特征根为

;2当时，特征方程有一对共轭的虚根，称为零(无)阻尼系统，系统的阶跃响应为持续的等幅振荡。;ζ的值决定了系统的阻尼程度，称为阻尼比〔阻尼系数〕;1.;2.欠阻尼运动0?1;时间响应;3.无阻尼运动?=0;4.临界阻尼运动?=1;临界阻尼运动?=1;5.过阻尼运动?1;过阻尼运动?1;上述四种情况分别称为二阶无阻尼、欠阻尼、临界阻尼和过阻尼系统。其阻尼系数、特征根、极点分布和单位阶跃响应如下表所示：;阻尼比越小，超调量越大，上升时间越短。;控制工程中，通常希望系统具有适度的阻尼，较快的响应速度和较短的调节时间。

为了改善系统性能，通常需要调节系统结构的一些参数。;上升时间tr;峰值时间tp;超调量;超调量只与阻尼比有关，

且与阻尼比成比。;调节时间ts;性能指标的讨论;小结;阻尼系数是二阶系统的一个重要参数，用它可以间接地判断一个二阶系统的瞬态品质。在的情况下瞬态特性为单调变化曲线，无超调和振荡，但长。当时，输出量作等幅振荡或发散振荡，系统不能稳定工作。;例1：T=0.25,K=16。试求

(1)

(2)假设要求;0;五.二阶系统的性能改善;举例：;结论;手段2：参加控制环节;误差信号的比例?微分控制〔PD控制〕;误差信号的比例?微分控制〔PD控制〕;误差信号的比例?微分控制〔PD控制〕;误差信号的比例?微