控制系统的动态性能指标.ppt

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1、第三章时域分析法第一节控制系统的动态性能指标第二节一阶系统的时域分析第三节典型二阶系统的时域分析第四节高阶系统的时域分析第五节控制系统稳定性分析第六节稳态误差分析绪论（TimeDomain）分析法是在一定的输入条件下，根据描述系统的微分方程或传递函数，使用拉氏变换直接求解在某种典型输入作用时域下，自动控制系统时域响应（TimeResponse）的表达式，从而得到控制系统直观而精确的输出时间响应曲线c(t)和性能指标本章的内容是分析研究控制系统的动态性能和稳态性能。主要分析研究一阶系统、二阶系统的过渡过程。并对高阶系统的过渡

2、过程作适当的介绍。第一节控制系统的动态性能指标为了准确地描述系统的稳定性、准确性和快速性三方面的性能，定义若干个反映稳、准、快三方面性能的指标。一、典型的输入信号二、控制系统的性能指标1．阶跃信号数学表达式：拉氏变换：一、典型输入信号当R0=1时，称为单位阶跃函数:1(t)r(t)t0R0阶跃信号r(t)=0t<0R0t≥0R(s)=SR0第一节控制系统的动态性能指标2．斜坡信号数学表达式：拉氏变换：斜坡信号当υ0=1时，称为单位斜坡函数。r(t)t01υ0r(t)=0t<0υ0t≥0R(s)=S2υ0第一节控制系统的动态

3、性能指标εHε3.脉冲信号数学表达式：脉冲信号r(t)t0r(t)t0理想脉冲信号r(t)=0ε

4、：二、典型时间响应响应为：第一节控制系统的动态性能指标2．单位斜坡响应系统在单位斜坡信号作用下的响应若系统的闭环传递函数为Φ(s)则单位阶跃响应的拉氏变换为：响应为：第一节控制系统的动态性能指标3．单位脉冲响应系统在单位脉冲信号作用下的响应若系统的闭环传递函数为Φ(s)则单位阶跃响应的拉氏变换为：响应为：第一节控制系统的动态性能指标三、控制系统的性能指标系统的性能指标分为动态性能指标和稳态性能指标。常用的性能指标是根据典型的单位阶跃响应定义的.典型二阶系统的单位阶跃响应曲线为:第一节控制系统的动态性能指标时间tr上升峰值时

5、间tpAB超调量σ%=AB100%调节时间ts第一节控制系统的动态性能指标1．上升时间tr输出响应从零开始第一次上升到稳态值所需的时间。上升时间：2．峰值时间tp峰值时间：系统输出响应由零开始，第一次到达峰值所需时间。3．超调量σ%超调量：输出响应超出稳态值的最大偏离量占稳态值的百分比。σ%=c(tp)-c(∞)c(∞)100%4．调节时间ts系统输出响应达到并保持在稳态值的±5%（或±2%）误差范围内，所需时间。5．稳态误差ess系统期望值与实际输出的最终稳态值之间的差值。第一节控制系统的动态性能指标