东北石油大学自动控制原理课件第三章 线性系统的时域分.ppt
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第三章线性系统的时域分析§1典型输入信号t2.一阶系统的时域分析11/T四.单位抛物线响应五.结果分析§3二阶系统的时域分析s1s22.二阶系统的单位阶跃响应一般在0.4—0.8间响应曲线较好t2.性能指标的计算(2)峰值时间(3)超调量1(5)振荡次数N三.计算举例C(s)四.二阶系统的脉冲响应(3)临界阻尼脉冲响应t五.具有闭环零点的二阶系统的单位阶跃响应对应的性能指标为说明:1.闭环负实零点的主要作用在于加速二阶系统的响应过程(起始段);2.削弱系统阻尼,超调量大;3.合理的取值范围为。§4高阶系统的时域分析由此可见高阶系统的暂态响应是一阶和二阶系统。暂态响应分量的合成则有如下结论:(1)各分量衰减的快慢由指数衰减系数及决定。系统的极点在S平面左半部距虚轴愈远,相应的暂态分量衰减愈快。§5线性系统的稳定性与稳定判据线性系统稳定的充要条件:其特征根全部位于S平面的左半部。三.稳定判据1.Routh稳定判据系统的特征方程为劳斯阵列符号改变一次改变一次改变一次b.劳斯表某行全为零C(S)4.Hurwitz判据§6反馈系统的误差与偏差R(s)G1(S)说明:4.系统响应扰动信号的误差§7反馈系统的稳态误差及计算(1)R(s)仅有单极点时一般认为在t>ts之后动态误差ets(t)基本消失,这时只含有稳态误差ess(t),即(2)R(s)含有重极点时当控制输入r(t)的拉氏变换R(s)含有r重的极点,而其余l–r个极点各不相同时。R(s)(1)F(s)只含有单根时三.误差系数同理可得2.系统阶次较高时(这里介绍一种简便算法)C(s)(1)系统型别2.利用终值定理计算3.静态误差系数定义加速度误差系数§8顺馈控制的误差分析说明:1.顺馈补偿实际上是应用开环控制方法去补偿扰动信号的影响,所以它不改变反馈系统的特性(如稳定性)。2.对补偿装置的参数要求有较高的稳定性,否则削弱补偿效果。3.由于顺馈补偿的存在,可降低对反馈系统的要求,因可测干扰由顺馈完全或近似补偿,由其他干扰引起的误差可由反馈系统予以消除。C(S)G1(S)2.对误差和稳定性的影响a.误差系统由I型变为III型,从而使稳定性能大为提高。R(s)