自动控制理论基础 教学课件 作者 左为恒 周林 演示文稿6（第3章(3)）.ppt

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1、《自动控制理论基础》第六讲1例1：如图所示系统，欲使系统的最大超调量等于0.2，峰值时间等于1秒，试确定增益K和的数值,并确定在此K和数值下，系统的上升时间和调整时间。四、典型例题2依题意：故而34例2：设二阶控制系统的单位阶跃响应如图所示。试求系统的闭环传递函数。由于在单位阶跃函数作用下,响应的稳态值是3,不是1,故此系统的增益为3。因而有:5故6例3：设单位反馈系统的开环传递函数如下所示。试求该系统的单位阶跃响应和单位脉冲响应。欲求系统响应，可先求出系统的闭环传递函数，即71、当单位阶跃输入时，则有2、当单位脉冲输入时，利用线性系统的特性：输入信号导数的响

2、应，等于响应的导数。即8例4、巳知某系统在零初始条件下的单位阶跃响应为：,求系统的脉冲响应和传递函数。9例5：二阶系统的阶跃响应如图所示，设系统为单位反馈，试求其开环传递函数。10注意：此时系统总增益应为：K=2；根据已知条件，容易求出ζ和ωn。即此时系统应为如下形式：11例6:(1)某一阶系统的传递函数为：,其单位阶跃响应的稳态值和调节时间ts(5%)分别为（）？（a）10和1.5秒（b）1和1.5秒（c）5和2秒（d）5和1.5秒(2)某系统的单位阶跃响应如图所示,该系统的超调量为（）？（a）40%（b）140%（c）70%（d）20%12（3）两个二阶欠

3、阻尼系统A和B的极点分别为：系统A：系统B：则该二系统阶跃响应的超调量、和调节时间、间的相互关系为()?13（4）某典型二阶系统的闭环极点如图所示，该系统的ζ和ωn分别为（）。14（5）欠阻尼二阶系统的ωn不变，ζ增大，其阶跃响应的().（取2%的误差带）（a）超调量σ%不变，ts减小（b）超调量σ%减小，ts减小（c）超调量σ%不变，ts增大（d）超调量σ%增大，ts增大15五、具有零点的二阶系统的动态特性当二阶系统有一个靠近闭环极点的零点时，其瞬态响应特性与无零点的二阶系统相比，将有很大不同。如果零点s=-z距虚轴很近，该零点对单位阶跃响应的影响非常明显。

4、161、比例-微分控制的二阶系统引入比例-微分控制后，系统增加一个零点，只要合适选择微分时间，就能使系统获得满意的性能。此时：17故即引入微分作用后，系统阻尼比增大，因而系统超调减小，相对稳定性提高；但微分时间的选择不能太大，否则系统对扰动的反应速度过快，反而引起过份振荡。2、带速度反馈的二阶系统18系统的闭环传递函数为：从而，有19故引入速度反馈使系统的阻尼比增大，系统的振荡倾向和超调量减小，系统的性能得到改善。3、带有零点的二阶系统的品质指标计算因系统带有零点，不是典型的二阶环节，不能按公式求取上升时间和超调量，需按定义求其值。见下例所示：20例：某单位反

5、馈系统的开环传递函数如下所示。试求系统的单位阶跃响应，并求其上升时间和最大超调量。21故按定义求其上升时间，有22求超调量，先求峰值时间,即即：解出：由解出：233.7习题:6、924再见25