自动控制理论 教学课件 作者 李素玲第3章3_1.ppt

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1、分析控制系统的第一步是建模，然后采用各种进行分析，由于多数控系是以时间t作为独立变量，所以人们往往关心状态及输出对时间t的响应。时域分析法——根据系统的微分方程，以拉氏变换为工具，直接解出系统的时间响应即方程的解。时域分析是一种直接在时间域中对系统分析的方法，准确、直观，可根据响应表达式和曲线分析系统的稳、快、准等性能。引言第三章时域分析第三章控制系统的时域分析3.1控制系统的性能指标3.2一阶系统的时域分析3.3二阶系统的时域分析3.4高阶系统的时域分析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系统的时间响应亦即分析描述其运动的微分方程的解。以RC

2、网络为例：稳态响应暂态响应稳态响应暂态响应可见：不论哪种求解方法，也不论初始条件如何，均有：系统响应=稳态响应+暂态响应3.1控制系统的性能指标第三章时域分析系统响应由稳态响应和暂态响应组成，稳态响应由稳态性能描述，而暂态响应由暂态性能描述，故系统的性能指标也就由稳态性能指标和暂态性能指标组成。3.1.1暂态性能指标因为阶跃输入对系统来说是最一般也是最严峻的工作状态，如果系统在阶跃信号输入下的暂态性能满足要求，则在其他形式的输入信号下，其暂态性能也会令人满意。性能指标（续）第三章时域分析c(t)esstd0trtpts超调量td:延迟时间tr:上升时间tp:峰值

3、时间ts:调节时间t性能指标（续）第三章时域分析1.延迟时间响应第一次达到稳态值50%的时间。3.峰值时间：响应超过达到第一个峰值的时间。2.上升时间的10%~90%的时间。：响应第一次达到稳态值的时间。当无超调时，指响应从4.调节时间：在曲线的附近，取其称为误差带，或叫允许误差，用表示。是响应曲线c(t)达到并不再超出的最小时间。性能指标（续）第三章时域分析性能指标（续）第三章时域分析5.超调量：响应的最大值超过的百分数。即6.振荡次数：在内，偏离的振荡次数；或在内，曲线穿越的次数的。性能指标（续）3.1.2稳态性能指标稳态误差：对于单位反馈系统，当第三章时域

4、分析时，系统响应的实际值与期望值（即输入量）之差：性能指标（续）第三章时域分析现输入信号的最终精度。一上述各种性能指标中，描述系统起始段的快慢；和反映暂态过程振荡的剧烈程度；总体上反映系统的表示系统过渡过程的持续时间，快速性；反映系统复般以、和评价系统响应的稳、快、准。