自动控制原理 教学课件 ppt 作者 李冰 徐秋景 曾凡菊 第4章 时域分析
88页1、,第4章 时域分析,1,2019/5/25,第4章 时域分析,2,4.1,控制系统典型测试信号,本章内容,4.2,控制系统时域响应及其性能指标,4.3,一阶系统的时域分析,4.4,二阶系统的时域分析,4.5,高阶系统的时域分析,4.6,Matlab在时域分析中的应用,引 言,分析和设计控制系统的首要任务是建立系统的数学模型。一旦获得合理的数学模型,就可以采用不同的分析方法来分析系统的性能。 经典控制理论中常用的工程方法有 时域分析法 根轨迹法 频率特性法 分析内容 稳定性、瞬态性能、 稳态性能,2019/5/25,第4章 时域分析,3,引 言,时域分析法在时间域内研究系统在典型输入信号的作用下,其输出响应随时间变化规律的方法。对于任何一个稳定的控制系统,输出响应含有瞬态分量和稳态分量。 瞬态分量-由于输入和初始条件引起的,随时间的推移而趋向消失的响应部分,它提供了系统在过度过程中的各项动态性能的信息。 稳态分量-是过渡过程结束后,系统达到平衡状态,其输入输出间的关系不再变化的响应部分,它反映了系统的稳态性能或误差。,2019/5/25,第4章 时域分析,4,引 言,时域分析法的物理概念
2、清晰,准确度较高,在已知系统结构和参数并建立了系统的微分方程后,使用时域分析法比较方便。不过若用它来设计和校正系统,根据系统性能指标的要求来选定系统的结构和参数,却存在一定的困难。 为了研究控制系统的输出响应,必须了解输入信号的变化形式。在工程实际中,有些系统的输入信号是已知的(如恒值系统),但对有些控制系统来说,常常不能准确地知道其输入量是如何变化的(如随动系统)。,2019/5/25,第4章 时域分析,5,引 言,因此,为了方便系统的分析和设计,使各种控制系统有一个进行比较的基础,需要选择一些典型试验信号作为系统的输入,然后比较各种系统对这些输入信号的响应。这些输入信号都是简单的时间函数,并且易于通过实验产生,便于数学分析和试验研究。,2019/5/25,第4章 时域分析,6,4.1 控制系统典型测试信号,1.阶跃函数 时域表达式为 图形为,2019/5/25,第4章 时域分析,7,图4-1 阶跃函数图,4.1 控制系统典型测试信号,式中,R为常数。当R=1时为单位阶跃函数,记为1(t),它的拉氏变换为1/s。 以阶跃函数作为输入信号时系统的输出就称为阶跃响应。 阶跃函数的数值在t
3、=0时发生突变,所以常用阶跃函数作为输入信号来反映和评价系统的动态性能。 当t0时阶跃函数保持不变的数值。若系统工作时输入信号常常是固定不变的数值,就用阶跃响应来评价该系统的稳态性能。,2019/5/25,第4章 时域分析,8,4.1 控制系统典型测试信号,2.斜坡函数 斜坡函数也称速度函数,时域表达式为 图形为,2019/5/25,第4章 时域分析,9,图4-2 斜坡函数图,4.1 控制系统典型测试信号,式中,R是常数。因 ,所以斜坡函数代表匀速变化的信号。 当R=1时,r(t)=t,称为单位斜坡函数,它的拉氏变换式是1/s2。,2019/5/25,第4章 时域分析,10,4.1 控制系统典型测试信号,3.加速度函数 时域表达式为 图形为,2019/5/25,第4章 时域分析,11,图4-3 加速度函数图,4.1 控制系统典型测试信号,式中,R是常数。因 ,所以加速度函数代表匀加速变化的信号。 当R=1/2时, r(t)=t 2/2,称为单位加速度信号。它的拉氏变换是1/s3 。,2019/5/25,第4章 时域分析,12,4.1 控制系统典型测试信号,4.单位脉冲函数与单位冲激函数
4、 单位脉冲函数的表达式为 式中,h称为脉冲宽度,脉冲的面积为1。当h很小时, 表示一个短时间内的较大信号。,2019/5/25,第4章 时域分析,13,图4-4 单位脉冲函数图,4.1 控制系统典型测试信号,单位冲激函数又称函数,其定义为 及 其图形为,2019/5/25,第4章 时域分析,14,图4-5 单位冲激函数图,4.1 控制系统典型测试信号,注:单位冲激函数在近代物理和工程技术中有着广泛的应用。它是理论上的函数,需要使用单位冲激函数作为测试信号时,实际上总是采用宽度很小的单位脉冲函数代替。,2019/5/25,第4章 时域分析,15,4.1 控制系统典型测试信号,5.正弦函数 表达式为 式中,A称为振幅或幅值,为角频率。 图形为,2019/5/25,第4章 时域分析,16,图4-6 正弦函数图,4.2 控制系统时域响应及其性能指标,4.2.1 系统的时域响应 系统在输入信号r(t)作用下,输出c(t)随时间变化的规律,即微分方程的解,就是系统的时域响应。 由线性微分方程理论知,方程式的解由两部分组成,即 c(t)=c1(t)+c2(t) c1(t)对应齐次微分方程的通解 c2
《自动控制原理 教学课件 ppt 作者 李冰 徐秋景 曾凡菊 第4章 时域分析》由会员E****分享,可在线阅读,更多相关《自动控制原理 教学课件 ppt 作者 李冰 徐秋景 曾凡菊 第4章 时域分析》请在金锄头文库上搜索。
逍遥游复习 知识点整理
近现代法德关系史 高三展示课3稿
当代大学生人生信仰及追求的调查研究
长相思 纳兰性德-ppt课件
课件:危机意识 一
英语ppt演讲关于阿甘正传
发达国家基础教育改革的动向与趋势 修改版
中国民间美术 课件.ppt
生物质发电技术与系统 课程ppt 第1章 生物质发电技术现状及发展趋势 2学时 -----2016
现代信号处理思考题 含答案
执业药师继续教育 抑郁症的药物治疗 100分
小学生的成长档案模板不用修改 万能型
增订六版 现代汉语 上册 第二章文字 思考与练习答案
国家财政ppt课件
加拿大英语介绍
六年级统计图的选择课件
中学生成长档案ppt
中国现代文学史期末复习整理
lohi和hihilo训练对女子赛艇运动员运动能力影响的比较研究
风雨贾平凹阅读答案
2024-03-21 39页
2024-03-21 41页
2024-03-21 40页
2024-03-21 34页
2024-03-21 33页
2024-03-21 35页
2024-03-21 21页
2024-03-21 45页
2024-03-21 33页
2024-02-20 85页