第三章 线性系统的时域分析第六讲

1、2018/9/4,机械工程,建议： 课前要预习 课后要复习 上课积极思考并回答问题,遵逊尿脖培妒戮浴奇联俭懦非槛痔十肤恼绪会圣始仿搬搏蛾晒斧据搏飘辅清华机械工程控制基础课件第三章 线性系统的时域分析(第1讲)辅助用清华机械工程控制基础课件第三章 线性系统的时域分析(第1讲)辅助用,2018/9/4,机械工程,线性系统的时域分析法 动态性能指标 一阶系统的时域分析,第1讲,疹淑闯恒仰陵象兑务歪醋夺伊碟寐瞩京饭穗捷铃坡岭培穿肤梨宦庶娱步竿清华机械工程控制基础课件第三章 线性系统的时域分析(第1讲)辅助用清华机械工程控制基础课件第三章 线性系。

2、第三章 线性系统的时域分析,建立系统的数学模型后，就可采用各种方法对系统的性能进行分析。控制系统的时域分析包括三个方面：稳定性，暂态性能和稳态性能。系统时域响应在某一个输入信号作用下，系统输出随时间变化的函数，是描述系统的微分方程的解。控制系统的时域响应的性质，取决于系统本身的结构和参数，系统的初始状态以及输入信号的形式。在实际的使用中，控制系统的输入信号是多种多样的。为了简化问题，在分析系统时，采用典型的输入信号。,典型的输入信号,常用的典型输入信号有以下种 .阶跃函数,， t0A， t0,A=1时，为单位阶跃。

3、2018/10/12,机械工程,二阶系统的标准形式，相应的方块图如图3-8所示,（3-18）,自然频率（或无阻尼振荡频率）,阻尼比（相对阻尼系数）,二阶系统的动态特性，可以用,和,加以描述,二阶系统的特征方程：,（3-19）,（3-20）,3.3.2 二阶系统的单位阶跃响应 Unit-Step Response of Second-Order Systems,阻尼比,是实际阻尼系数F与临界阻尼系数,的比值,临界阻尼系数，,时，阻尼系数,2018/10/12,机械工程,二 二阶系统的单位阶跃响应,若系统的输入信号为单位阶跃函数，即则二阶系统的阶跃路应函数的Laplace变换式为：,2018/10/12,机械工程,其响应函。

4、第三章 线性系统的时域分析法,电气工程与自动化系,通过上一章的学习，我们了解，在确定系统的数学模型后，可以来分析控制系统的动态性能和稳态性能。在经典控制论中，常用的分析方法有：时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法时域分析法是一种直接在时间域中对系统进行分析的方法，具有直观、准确的优点。,3-1 系统时间响应的性能指标,控制系统性能的评价分为：动态性能指标和稳态 性能指标。为了求解系统响应，必须要了解输入信 号的解析表达式。,实际上，控制系统的输入信号常常是不知的，而是随机的，很难用解析的方法表示。因此，需要。

5、自动控制原理,郑州轻工业学院电气信息工程学院自 动 化 教 研 室,主讲：姜素霞,当系统的数学模型确定以后, 下一步的工作就是分析系统性能：动态性能和稳态性能。 在经典控制理论中，常用的分析方法有：时域分析法、根轨迹法、频域分析法 （第三章） （第四章） （第五章） 时域分析法：直接在时间域对系统进行分析，直观、准确，还可以提供时间响应的全部信息。,内 容 提 要,3.1 控制系统时间响应的性能指标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,第三章 线。

6、第三章 线性系统的时域分析与校正,3.1 概述 3.2 一阶系统的时间响应及动态性能 3.3 二阶系统的时间响应及动态性能 3.4 高阶系统的阶跃响应及动态性能 3.5 线性系统的稳定性分析 3.6 线性系统的稳态误差 3.7 线性系统时域校正,3 线性系统的时域分析与校正,自动控制原理课程的任务与体系结构,3.1.1 时域法的作用和特点 时域法是最基本的分析方法,学习复域法、频域法的基础 (1) 直接在时间域中对系统进行分析校正，直观，准确； (2) 可以提供系统时间响应的全部信息； (3) 基于求解系统输出的解析解，比较烦琐。,3.1 时域分析法概述,3.1.2 时。

7、第三章 时域分析法,3-1 系统的时域性能指标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计算,概述分析控制系统的第一步是建立系统的数学模型，然后即可采用各种方法对系统进行分析或设计。由于多数控制系统是以时间作为独立变量，所以人们往往关心状态及输出对时间的响应。对系统外施一给定输入信号，通过研究系统的时间响应来评价系统的性能，就是控制系统的时域分析。,3-1 系统的时域性能指标,基本概念 时域分析法 【含义】在时间域内研究控制系统性能的方法 【。

8、第3章 控制系统的时域分析法,对于线性系统，常用的分析方法有三种： 时域分析方法； 根轨迹法； 频率特性法。,引言,时域分析方法，是一种直接分析方法，具有直观准确的优点，尤其适用于低阶系统。,时域分析：是对一个特定的输入信号，利用拉氏反变换，直接求取系统的输出响应（时间函数），然后按照响应曲线来分析系统的性能。,为了比较系统性能的优劣，必须有一个比较的基础和标准。,3.1 典型的输入信号和时域性能指标,系统的数学模型由本身的结构和参数决定； 系统的输出由系统的数学模型、系统的初始状态和系统的输入信号形式决定； 典。

9、第三章 线性系统的时域分析法,本章主要内容: 3.I 3.2 3.3 3.4 3.5,系统时间响应的性能指标一阶系统的时域分析二阶系统的时域分析线性系统的稳定性分析线性系统的稳态误差计算,时间域：c(t) 复数域：G(s) 频率域：G(jw),时域分析法,在时间域内研究控制系统性能的方法,它是通过拉氏变换直接求解系统的微分方程,得到系统的时间响应,然后根据响应的表达式和响应曲线分析系统的动态性能和稳态性能。,一、典型输入信号 P81,3.1 系统时间响应的性能指标,二、 动态过程与稳态过程 P82,动态过程（过渡过程、瞬态过程）：在典型输入信号作用下，系统。

10、第7讲 程向红,二阶系统的时域分析 二阶系统性能指标,上讲回顾,稳准快 动态性能指标 延时时间、上升时间、峰值时间、调节时间和最大超调量,一阶系统时域分析 阶跃响应、冲击响应、斜坡响应、加速度响应,控制系统的分析方法,分析控制系统第一步 建立模型第二步 分析控制性能，,分析方法包括时域分析法 频域分析法 根轨迹法,第三章 线性系统的时域分析法,本讲,动态性能指标,延迟时间 ： （Delay Time）响应曲线第一次达到稳态值的一半所需的时间。 上升时间 （Rise Time）响应曲线从稳态值的10%上升到90%，所需的时间。上升时间越短，响应速。

11、,第三章 线性系统的时域分析与校正,3.1 概述 3.2 一阶系统的时间响应及动态性能 3.3 二阶系统的时间响应及动态性能 3.4 高阶系统的阶跃响应及动态性能 3.5 线性系统的稳定性分析 3.6 线性系统的稳态误差 3.7 线性系统时域校正,3.1 时域分析法概述一、时域法的作用和特点时域法是最基本的分析方法,学习复域法、频域法的基础 (1) 直接在时间域中对系统进行分析校正，直观，准确；(2) 可以提供系统时间响应的全部信息；(3) 基于求解系统输出的解析解，比较烦琐。,二、 时域法常用的典型输入信号,稳：( 基本要求 ) 系统受脉冲扰动后能回到原来。

12、控制系统的分析方法,分析控制系统第一步 建立模型第二步 分析控制性能，,经典分析方法包括时域分析法 频域分析法 根轨迹法,第三章 线性系统的时域分析法,第三章 线性系统的时域分析法,分析：是对已有的模型进行其性能指标的分析。 实际上，控制系统的输入信号很难用解析的方法表示。只在一些特殊情况下是可以用解析的方法或者曲线表示。 在分析和设计控制系统时，对各种控制系统性能评判、比较的依据可以通过对这些系统加上各种典型输入信号，比较它们对特定的输入信号的响应来建立。 所有实际输入信号都可以用典型信号的组合来表示，所以。