时间响应分析9自动控制原理

1、频率 ( 由 0 变至 )而变化的特性。
频率响应法的基本思想是：尽管控制系统的输入信号不是正弦函数，而是其它形式的周期函数或非周期函数，但是，实际上的周期信号，都能满足狄利克莱条件，可以用富氏级数展开为各种谐波分量；而非周期信号也可以使用富氏积分表示为连续的频谱函数。
因此，制系统对正弦输入信号的响应，可推算出系统在任意周期信号或非周期信号作用下的运动情况。
2线性系统的频率特性 3频率特性的表达式 (1) 对数频率特性：又称波特图，它包括对数幅频和对数相频两条曲线，是频率响应法中广泛使用的一组曲线。
这两组曲线连同它们的坐标组成了对数坐标图。
装 订 线- 1 -对数频率特性图的优点： 它把各串联环节幅值的乘除化为加减运算，简化了开环频率特性的计算与作图。
利用渐近直线来绘制近似的对数幅频特性曲线，而且对数相频特性曲线具有奇对称于转折频率点的性质，这些可使作图大为简化。
通过对数的表达式，可以在一张图上既能绘制出频率特性的中、高频率特性，又能清晰地画出其低频特性。
(2) 极坐标图 (或称为奈奎斯特图) (3) 对数幅相图 (或称为尼柯尔斯图) 本次实验。

2、率特性：当输入正弦信号时，线性系统的稳态响应具有随频率 ( 由 0 变至 ) 而变化的特性。
频率响应法的基本思想是：尽管控制系统的输入信号不是正弦函数，而是其它形式的周期函 数或非周期函数，但是，实际上的周期信号，都能满足狄利克莱条件，可以用富氏级数展开 为各种谐波分量；而非周期信号也可以使用富氏积分表示为连续的频谱函数。
因此，根据控制系统对正弦输入信号的响应，可推算出系统在任意周期信号或非周期信号作用下的运动情 况。
2线性系统的频率特性：系统的正弦稳态响应具有和正弦输入信号的幅值比|(j)|和相位差 (j) 随角频率 ( 由 0 变到 ) 变化的特性。
而幅值比 |(j)|和相位差(j ) 恰好是函数(j)的模和幅角。
所以只要把系统的传递函数 (s)，令 s=j,即可得到 (j)。
当 由 0 到变化时，|(j)|随频率 的变化特性成为幅频特性， (j)随频率 的变化特性称为相频特性。
幅频特性和相频特性结合在一起时称为频率特性。
3频率特性的表达式 (1) 对数频率特性：又称波特图，它包括对数幅频和对数相频两条曲线。

3、 武汉工程大学 实验报告 专业 班号 组别 指导教师 姓名 学号 实验名称 线性系统时域响应分析 一 实验目的 1 熟练掌握step 函数和impulse 函数的使用方法 研究线性系统在单位阶跃 单位脉冲及单位斜坡函数作用下的响应 2 通过响应曲线观测特征参量和对二阶系统性能的影响 3 熟练掌握系统的稳定性的判断方法 二 实验内容 1 观察函数step 和impulse 的调用格式 假设系统的传递。

4、二阶系统动态性能分析与计算 -参数及其相互关系,基本结论在 的情况下， 越大，超调量 越小，响应的振荡性越弱，平稳性越好；反之， 越小，振荡性越强，平稳性越差。
过大，比如, ,则系统响应迟缓，调节时间 长，快速性差；若 过小，虽然响应的起始速度较快， 和 小，但振荡强烈，响应曲线衰减缓慢，调节时间 亦长。
,例 欠阻尼二阶控制系统的单位阶跃响应曲线所示。
试确定系统的传递函数。
,解 可以明显看出，在单位阶跃作用下，响应的稳态值为3，而不是系统模型应该为,可以读出系统的超调量和峰值时间为：,于是先有,再者,由性能指标公式得,得到模型参数,4.3 二阶系统的时间响应(续),例：已知单位反馈系统的开环传递函数为,设系统的输入量为单位阶跃函数,试计算放大器增益KA=200时，系统输出响应的动态性能指标。
当 KA 增大到 1500 时或减小到 KA =13.5，这时系统的动态性能指标如何?,二阶系统的性能改善,比例调节,解：系统的闭环传递函数为:,则根据欠阻尼二阶系统动态性能指标的计算公式,可以求得：,由此可见，KA 越大，越小，n。

5、6 单元，2 学时） 4-5 控制系统的稳态误差 三、典型输入下的稳态误差与误差系数 取不同的 取不同的 取不同的 取不同的 例 4.8 某控制系统的结构图为 试分别求出 H s 1和 H s 0.5时，系统的稳态误 差。
解: 系统的开环传递函数为 当 H s 1时，有 系统稳态误差为 当 H s 0.5时, 有 进一步，当 H s 1时，若系统的稳态误差为 0.2，开环增益 k应为多少? 四、需要注意的几个问题 1 终值定理的应用前提 当输入信号为 时，可以用终值定理计算静态误差,，谐波 正弦,余弦 输入时，不能应用此定理。
2 误差 和稳态误差 不是一个概念； 中包含瞬态分量和稳态分量两部分。
稳态误差就是误差中的稳态分量。
（4）系统的误差与系统的结构有关，还与外 作用（输入信号,扰动）的大小及形式有关。
而系统的稳定性只取决于系统的结构。
将 在 s 0 。

6、自动控制原理,主讲：谢红卫 国防科技大学机电工程与自动化学院 2008年4月2008年7月,第四章 时间响应分析 （教材第4、5章）,4-1 控制系统的时域指标 4-2 一阶系统的时间响应 4-3 二阶系统的时间响应 4-4 高阶系统的时间响应 4-5 控制系统的稳态误差（教材第4章） 4-6 反馈的特性（教材第4章）,第九讲：二阶系统的性能改进与高阶系统的时间响应 （4-3、 4-4单元，2学时。