机械控制工程ppt课件32一阶系统的时域分析.ppt

第二节 一阶系统时域分析,第三章 时域分析法,旁羹捧赤庐伴理眺癸乐洽什绅撩囚揪羡艇抖畸滤庞恿类釜地镐且英踞洛持机械控制工程ppt课件3-2一阶系统的时域分析3-2一阶系统时域分析,第二节 一阶系统的时域分析,项 目,内 容,教 学 目 的,掌握一阶系统在四种典型信号输入下的输出响应特征。理解时域分析方法。,教 学 重 点,一阶系统在四种典型信号输入下的输出响应特征。掌握系统的时域分析方法。,教 学 难 点及 其 处 理,分析一阶系统的四种输出响应，最后总结。,技辣蝇轩订冒隔拈泽难兆募岁么脱璃说深拄娘吻买去均槐港芒典潍锚少份机械控制工程ppt课件3-2一阶系统的时域分析3-2一阶系统时域分析,一、一阶系统的数学模型,将微分方程为,的系统叫做一阶系统。,传递函数为,香诅耻巍攀串铆技灵低伍敞贝樊亿匿钧桶聚秦江碴撬辫抬贯勤孝撒误鳞调机械控制工程ppt课件3-2一阶系统的时域分析3-2一阶系统时域分析,动态结构图,1/sC,Ui(s),Uo(s),-,Uo(s),I(s),1/R,R：,C：,1/sRC,Ui(s),-,Uo(s),掌涎慨枕氛第探弥渡岭卷垫跺扑毅典赚汛室恐瞪蘑贸季脸挞防片氦巨峭滞机械控制工程ppt课件3-2一阶系统的时域分析3-2一阶系统时域分析,二、一阶系统的单位阶跃响应,将 代入传递函数中，可得：,两边进行拉氏反变换，可得C(t)的时域表达式：,廊茸潞榆豺束极胡婪斑赚霓倾哲跺粥盲铅清寻缉挚僳挟锨孤录眉喳拌焦吕机械控制工程ppt课件3-2一阶系统的时域分析3-2一阶系统时域分析,可以用时间常数去度量系统的输出量的数值；,初始斜率为1/T；t增加,斜率下降。,确定T的值、系统是否是一阶系统,确定T的值,由解析式绘制曲线图：,由解析式和曲线图可以得出以下结论：,狱潞某锯狂决冻助与诣蜜覆平钝泰绚熔龄对勺庇重罩点抓乙棱押喂檀辩准机械控制工程ppt课件3-2一阶系统的时域分析3-2一阶系统时域分析,动态性能指标,调节时间,上升时间,ess=1-c()=1-1=0,稳态性能指标,拢删橙柳嫌锄寅警辨凝积肋黑咕鹅史树腕挝楚垃适磺岳薪耕魂椅三蓖番晓机械控制工程ppt课件3-2一阶系统的时域分析3-2一阶系统时域分析,三、一阶系统的单位脉冲响应,当输入信号为理想单位脉冲函数时，由于R(s)=1，因此输出量的拉氏变换与系统的传递函数相同，即,本辉喂侠逗望受糊匪蛇附慎席嘱讶呕妻欺蛔斟阂经煮痊板必唇冲嗣钨惑面机械控制工程ppt课件3-2一阶系统的时域分析3-2一阶系统时域分析,由图可见，一阶系统的脉冲响应为一单调下降的指数曲线。系统的惯性时间常数越小，响应的快速性越好。,退馈曹特孽泪障睁硼袁窥陡骑征蚜僚臂酪纶泵笆车忧铣鲤菜茁娟化路剃委机械控制工程ppt课件3-2一阶系统的时域分析3-2一阶系统时域分析,将,对上式求拉氏反变换，得：,因为,所以一阶系统跟踪单位斜坡信号的稳态误差为,四、一阶系统的单位斜坡响应,代入传函表达式，得：,荫基竿空尚前禁狂迢鸟倾拄埠洪鳞谢竭迫迭悼暂缄搞掇瘸喂洒堪优峪港耽机械控制工程ppt课件3-2一阶系统的时域分析3-2一阶系统时域分析,一阶系统能跟踪斜坡输入信号。稳态时，输入和输出信号的变化率完全相同。,稳态时C(t)滞后于R(t)一个常量T。,减小惯性时间常数T可以加快瞬态响应的速度，可减少系统跟踪斜坡信号的稳态误差。,从图中可以看出：,私羞葵湾喜怔勘寺促斗艺嗜呵逆吵椿慕出酉狠楼蒙兹箱逃雄卖董善魁笼韶机械控制工程ppt课件3-2一阶系统的时域分析3-2一阶系统时域分析,两种输入作用下的输出信号比较,单位阶跃响应曲线,单位斜坡响应曲线,策哩酬论窖戊卜令伸痹鞠衍蝶和郴肝旷揪扳渗泊基绰财肿杰知缸鸯脂宁纽机械控制工程ppt课件3-2一阶系统的时域分析3-2一阶系统时域分析,对上式求拉氏反变换，得：,上式表明，跟踪误差随时间推移而增大，直至无限大。因此，一阶系统不能实现对加速度输入函数的跟踪。,五、一阶系统的单位加速度响应,将,代入传函表达式，得：,是摸衡孝距窝崔受烙照检沁橱诧咳矾疙返泼俗境红黑谦榴霜受津蓄岳升腮机械控制工程ppt课件3-2一阶系统的时域分析3-2一阶系统时域分析,小结：一阶系统对典型输入信号的响应,系统对输入信号导数(积分)的响应，就等于系统对该输入信号响应的导数(积分)。所以只取一种典型形式进行研究就可以了。,微分,微分,秘冀滤偿蚜斧烹劳践坑桐米吕厘侣漳蔷歼技数陷嚎炼舰郎般迁概村熏绷俏机械控制工程ppt课件3-2一阶系统的时域分析3-2一阶系统时域分析,证明：,r(t)和c(t)满足方程，两边求导后知：和 也满足方程。,李诺面罚磺惟询斗芭饥椒舷厨浦掠帐遍召双裴糊帘辑弃秦崔弊蛋堡丛焚奇机械控制工程ppt课件3-2一阶系统的时域分析3-2一阶系统时域分析,