归首士学 旬动控制原理 (第8讲) §3线性系统的时域分析与校正 83.1概述 83.2一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
自动控制原理 （第 8 讲） §3 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
归首士学 旬动控制原理 (第8讲) §3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 §3.2二阶系统的时间响应及动态性能 §3.3.3过阻尼二阶系统动态性能
自动控制原理 （第 8 讲） §3 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 §3.3.3 过阻尼二阶系统动态性能 §3.2 二阶系统的时间响应及动态性能
②西业大兽 旬动控制原理课程的任务与体条结构 分析 肘域法 →般 条统复城法 性能 型」频城法 指标 校正 课程的体系结构
自动控制原理课程的任务与体系结构
归首士学 NORTHWESTERN POLYTFCHNICAL UNTVERSITY §3线性糸统的肘蜮分析与校正 §3.1时域分析法概述 §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)基于求解系统输岀的解析解,比较烦琐
§3 线性系统的时域分析与校正 §3.1 时域分析法概述 §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
②西业大兽 §3线性糸统的时城分析与校正 §3.12时域法常用的典型输入信号 函数图象 像原函数 关系像函数复域例 关系 8(t 单位脉冲 撞击 f(t=8(t 电脉冲 1(t 单位阶跃 1t≥0 f(t= 开关量 0t<0 d f dt 单位斜城 tt≥0 等速跟踪 f(t= 0t<0 0 t2/2 单位加速度 t2/2t≥0 f(t= 0t<0
§3 线性系统的时域分析与校正 §3.1.2 时域法常用的典型输入信号
归首士学 NORTHWESTERN POLYTFCHNICAL UNTVERSITY §3.1.3线性糸统时城性能指标 稳:(基本要求)系统受脉冲扰动后能回到原来的平衡位置 准:(稳态要求)稳态输出与理想输出间的误差稳态误差)要小 快:(动态要求)过渡过程要平稳,迅速 延迟肘间td一阶跃响应第一次达到终值的50%所需的时间 上升财间tr一阶跃响应从终值的10%上升到终值的90%所需的时间 有振荡时,可定义为从0到第一次达到终值所需的时间 峰值射间tp一阶跃响应越过终值达到第一个峰值所需的时间 调节射间ts—阶跃响应到达并保持在终值5%误差带内所需的最短时间 超调量δ%一峰值超出终值的百分比δ% h(p)-h()×100% h(
稳：( 基本要求 ) 系统受脉冲扰动后能回到原来的平衡位置 准: ( 稳态要求 ）稳态输出与理想输出间的误差(稳态误差)要小 快: ( 动态要求 ) 过渡过程要平稳，迅速 延迟时间 t d — 阶跃响应第一次达到终值的50％所需的时间 上升时间 t r — 阶跃响应从终值的10％上升到终值的90％所需的时间 有振荡时，可定义为从 0 到第一次达到终值所需的时间 峰值时间 t p — 阶跃响应越过终值达到第一个峰值所需的时间 调节时间 t s — 阶跃响应到达并保持在终值 5％误差带内所需的最短时间 超 调 量 δ％ — 峰值超出终值的百分比 §3.1.3 线性系统时域性能指标
动态性能指标定义 Step Response 1.2 超调量o%=--100% B o峰值时间 0.5 上升 时t 迟 调节时间t Time(sec)
超调量σ% = A B 100% 时间td 延迟 h(t) t 时间tr 上升 峰值时间tp B A h(t) t 动态性能指标定义 调节时间ts
归首士学 NORTHWESTERN POLYTFCHNICAL UNTVERSITY §32 阶糸统的间响应及动态性能 §3.21一阶系统Φ(s)标准形式及h(s) K G(s)= ⑩()=-S=f^! K T 1 K S+K Ts+1 Ts+ C(s)=Φ(S)·R(s)= Ts+1 sSS+1/T h()=L[c(s)]=1-er
§3.2 一阶系统的时间响应及动态性能 §3.2.1 一阶系统 Ф(s) 标准形式及 h(s) s K G(s) 1 1 1 1 1 ( ) 1 Ts T s T s K K s K s K s K T T 1 1 Ts s s s T C s s R s 1 1 1 1 1 1 ( ) ( ) ( ) T t h t L C s e ( ) ( ) 1 1
②西业大兽 §32一阶统的时间响应及动态性能 §322一阶系统动态性能指标计算 h(n)=1-er「(0)=0o h(∞)=1 h(=1T h(t==e h(0)=1/T h(T=0.632h(∞) h2T)=0.865h(∞) h(t)=1-er=0.95 h(3T)=0.95h(∞) h(4T)=0.982h(∞) eT=1-0.95=0.05 t=-TIn0.05=3T 一阶系统动态性能与系统极点分布的关系
§3.2 一阶系统的时间响应及动态性能 §3.2.2 一阶系统动态性能指标计算 一阶系统动态性能与系统极点分布的关系 t T h t e 1 ( ) 1 t T e T h t 1 1 ( ) h T h h (0) 1 ( ) 1 (0) 0 ( ) 1 0.95 T t s s h t e 1 0.95 0.05 T ts e t s T ln0.05 3T
归首士学 NORTHWESTERN POLYTFCHNICAL UNTVERSITY §3.2一阶糸统的附间响应及动态性能 例1系统如图所示,现采用负反馈方式,欲将系统调节时间减小到原来 的0.1倍,且保证原放大倍数不变,试确定参数K和Kn的取值 解.依题意 10 T=0.2 G(s) 0.2s+1 K=10 0.2s+1 闭环系统应满足(x10 10K 10K KoG(S) 10K (s) 0.2s+1 1+10KH 1+K,G(s) 10K 1 0.2s+1+10K H 0.2 S+1 0.2s+1 0.2 1+1OKH T*=0.02 1+10K H ∫Kn=09 10K K*=10 K。=10 1+10Km
§3.2 一阶系统的时间响应及动态性能 例1 系统如图所示，现采用负反馈方式，欲将系统调节时间减小到原来 的0.1倍，且保证原放大倍数不变，试确定参数 Ko 和 KH的取值。 H O H O H O s K K s K s K K G s K G S s 0.2 1 10 10 0.2 1 10 1 0.2 1 10 1 ( ) ( ) ( ) * 10 1 10 10 * 0.02 1 10 0.2 K K K T K H O H 10 0.9 O H K K 1 1 10 0.2 1 10 10 s K K K H H O