自动控制原理第三章.ppt

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 一阶系统时域分析
3-3 二阶系统时域分析
3-4 高阶系统时域分析
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
3-1 系统时间响应的性能指标
3-1-1 典型输入信号
3-1-2 动态过程与稳态过程
3-1-3 动态性能与稳态性能
• 3-1-1 典型输入信号
•单位阶跃函数
•单位斜坡函数
•单位加速度函数
•单位脉冲函数
•正弦函数
单位阶跃函数
若
则记为:
0
t
1
2
3
4
-1
1
t0
0
t
1
2
3
4
-1
1
单位阶跃函数:
记为:
back
单位斜坡函数
单位加速度函数
0
t
1
2
3
-1
1
单位斜坡函数:
记为:
0
t
1
2
3
-1
1
单位加速度函数:
记为:
back
单位脉冲函数
正弦函数
back
0
t
1
2
-1
单位脉冲函数:
-2
t
正弦函数:
1
0
3-1-2 动态过程与稳态过程
动态过程:系统在典型信号作用下,系统输出量从初始状态到最终状态的响应过程。又称过渡过程或瞬态过程。
稳态过程:系统在典型信号作用下,当时间 t 趋于无穷时,系统输出量的表现方式。又称稳态响应。
3-1-3 动态性能与稳态性能
动态性能:在零初始条件下,给系统一单位阶跃输入,其输出为单位阶跃响应,记为h(t)。将h(t)随时间变化状况作为指标,一般称为系统的动态性能指标。详细
稳态性能:稳态误差是系统控制精度或抗扰动能力的一种度量,是指t→∞时,输出量与期望输出的偏差。
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0


1


h(t)
h(inf)
td
tr
ts
t
tp

5%误差带
动态性能指标
td —延迟时间,h(t)到稳态值一半的时间;
tr—上升时间, h(t)从 10% 到 90%所用的时间,有时也取t=0 到第一次穿越的时间(对有超调的系统);
tp—峰值时间;
ts—调节时间,进入误差带且不超出误差带的最短时间;
—超调量:
3-2 一阶系统时域分析
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