自动控制原理一阶系统时域分析.ppt

引言第三章线性系统的时域分析法1、选取原则（1）在现场或实验中容易获取；（2）控制系统在典型信号作用下的性能代表在实际工作条件下的性能。（3）数学表达式简单，便于理论分析。表示在t=0时刻出现了幅值为R的跳变，是最不利的外作用。R=1时的阶跃函数叫单位阶跃函数，常用1(t)表示。常用阶跃函数作为评价系统动态性能的典型外作用。所以阶跃函数在自动控制系统的分析中起着特别重要的作用。(2)斜坡函数（也叫速度函数）(3)加速度函数(4)脉冲函数(5)正弦函数二、动态和稳态过程3、稳态过程：系统在典型信号作用下，当时间t趋向无穷时，系统输出量的表现形式。稳态过程包含系统的稳态误差等信息。1、延迟时间td：指响应曲线第一次达到其终值一半所需要的时间。2、上升时间tr：对于有振荡的系统，定义为响应从零第一次上升到终值所需要的时间。对于非周期过程，指响应曲线从终值10%上升到终值90%所需要的时间；上升时间是系统响应速度的一种度量。h(t)3、峰值时间tp：指响应超过终值达到第一个峰值所需要的时间。4、调节时间ts：指响应达到并保持在△=±5%c(∞)（或±2%c(∞)）内所需要的时间。5、超调量σ%：指响应的最大偏离量c(tp)与终值c(∞)之差的百分比，即：以上各性能指标中，上升时间tr和峰值时间tp描述系统起始段的快慢；超调量σ%反映系统过渡过程的平稳性；调节时间ts表示系统过渡过程的持续时间，总体上反映系统的快速性。6、稳态性能：稳态误差是描述系统稳态性能的一种性能指标，通常在阶跃函数、斜坡函数和加速度函数作用下进行测定或计算。稳态误差是系统控制精度或抗扰动能力的一种度量。对于单位负反馈系统，稳态误差ess定义为：例题：加入给定值阶跃量为2.4，响应曲线如图所示，求超调量。3-2一阶系统的时域分析一、一阶系统数学模型二、一阶系统单位阶跃响应t解:(1)与标准形式对比得：T=1/10=0.1，ts=3T=0.3s二、一阶系统单位脉冲响应三、一阶系统单位斜坡响应表3-1一阶系统对典型输入信号的响应