一阶系统时域分析.ppt

《一阶系统时域分析.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一阶系统时域分析.ppt（20页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、2023/8/7,Chapter 2-1,CHAPTER 3Time Domain Analysis of Control System and Its Characteristics,By 柳春平,2023/8/7,Chapter 2-1,引言3.1 动态和稳态性能指标3.2 一阶系统的时域分析3.3 二阶系统的时域分析3.4 线性系统的稳定性分析3.5 控制系统的稳态误差,CHAPTER 3Time Domain Analysis of Control System and Its Characteristics,2023/8/7,Chapter 2-1,3.2 一阶系统的时域分析,一阶系

2、统的数学模型,RC电路、恒温箱、液位调节系统、室温调节系统是常见的一阶系统,2023/8/7,Chapter 2-1,一阶系统的单位阶跃响应 对于单位阶跃输入于是由拉氏反变换可以得到一阶系统的单位阶跃响应为,2023/8/7,Chapter 2-1,讨论：1是稳态分量，由输入信号决定。是瞬态分量（暂态分量），它的变化规律由传递函数的极点-1/T或时间常数T决定。当 时，瞬态分量按指数衰减到零。注意到，,2023/8/7,Chapter 2-1,一阶系统单位阶跃响应的典型数值所以，一阶系统的单位阶跃响应是一条指数上升、渐近趋于稳态值的曲线。,2023/8/7,Chapter 2-1,2023/8

3、/7,Chapter 2-1,讨论：图中对应的A点是实验方法求取一阶系统时间常数T的重要特征点。c(3T)=0.95和c(4T)=0.982表明系统时间响应进入稳态值的5和2允许误差带的过渡过程时间分别为时间常数T越小（惯性小），系统响应速度越快。响应曲线在t=0处斜率最大，其值为1/T（也可由此求T）。,2023/8/7,Chapter 2-1,没有超调p=0，不存在峰值时间。调整时间为,2023/8/7,Chapter 2-1,一阶系统的单位脉冲响应 对于单位脉冲输入于是由拉氏反变换可以得到一阶系统的单位脉冲响应为,2023/8/7,Chapter 2-1,2023/8/7,Chapter

4、 2-1,讨论：一阶系统单位脉冲响应的调节时间为 或单位脉冲响应中只包含瞬态分量。单位脉冲响应也可以通过对单位阶跃响应求导获得。单位阶跃响应是单位脉冲响应的积分。系统的单位脉冲响应对应系统传递函数的拉普拉斯反变换，这一结论对于所有系统都是成立的。,2023/8/7,Chapter 2-1,一阶系统的单位斜坡响应 对于单位斜坡输入于是由拉氏反变换可以得到一阶系统的单位斜坡响应为,2023/8/7,Chapter 2-1,2023/8/7,Chapter 2-1,讨论：稳态分量(t-T)是一个与输入信号等斜率的斜坡函数，但时间上滞后一个时间常数T。暂态分量，当 时，它按指数规律衰减到零，衰减速度由

5、极点s=-1/T决定。单位斜坡响应也可由单位阶跃响应积分得到（其中初始条件为零）。,2023/8/7,Chapter 2-1,系统的误差信号为一阶系统的单位斜坡响应在过渡过程结束后存在常值误差，其值等于时间常数T。时间常数越小（惯性小），响应越快，跟踪误差越小（精度高），输出信号的滞后时间也越短。或,2023/8/7,Chapter 2-1,一阶系统的单位加速度响应 对于单位加速度输入于是由拉氏反变换可得到一阶系统的单位加速度响应,2023/8/7,Chapter 2-1,系统的误差信号为一阶系统在加速度信号作用下的误差随时间增长，直到无穷。,2023/8/7,Chapter 2-1,一阶系统对典型输入信号的响应,2023/8/7,Chapter 2-1,Thanks.,