自动控制原理第三章-03(西工大).ppt

自动控制原理 自动控制原理 §3.3 二阶系统的时间响应及动态性能 §3.3.2 x ? 1 （临界阻尼，过阻尼）时系统 动态性能指标的计算 §3.3.3 典型欠阻尼二阶系统动态性能指标计算 自动控制原理 （第 10 讲） §3.3.4 改善二阶系统动态性能的措施 §3.3.4 改善二阶系统动态性能的措施 §3.5 线性系统的稳定性分析（1） §3.5 线性系统的稳定性分析（2） §3.5 线性系统的稳定性分析（3） §3.5 线性系统的稳定性分析（5） §3.5 线性系统的稳定性分析（6） §3.5 线性系统的稳定性分析（7） §3.5 线性系统的稳定性分析（8） §3.5 线性系统的稳定性分析（9） §3.5 线性系统的稳定性分析（10） §3.5 线性系统的稳定性分析（11） §3.5 线性系统的稳定性分析（12） 课程小结(1) —— 改善二阶系统动态性能的措施 课程小结(2) —— 高阶系统的阶跃响应及动态性能 课程小结(3) —— 稳定性分析 自动控制原理 自动控制原理 自动控制原理 西北工业大学自动化学院 自 动 控 制 原 理 教 学 组 联系地点： 自动化学院 C312 联 系 人： 郑 新 杨婷婷 联系电话： 本次课程作业(10) 预备实验 准备预习： 实验一：典型环节模拟 （绘制: 理想阶跃响应曲线） 实验二：二阶系统特征参数对性能的影响 （计算: 动态指标的理论值） 本次课程作业(10) 3 — 15, 16, 17 3 — 18（选做） §3.3.3 0 ? x ? 1（欠阻尼，零阻尼）时系统 动态性能指标的计算 （5）动态性能随系统极点分布变化的规律 （2）单位阶跃响应h(t) 表达示 （1） 0 ? x ? 1时系统极点的两种表示方法 （3）动态指标计算公式 （4）“最佳阻尼比”概念 §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 [继续] §3.5.1 稳定性的概念 稳定是控制系统正常工作的首要条件。分析、判定系统的稳定性，并提出确保系统稳定的条件是自动控制理论的基本任务之一。 定义：在扰动作用下系统偏离了原来的平衡状态，如果扰 动消除后，系统能够以足够的准确度恢复到原来的 平衡状态，则系统是稳定的；否则，系统不稳定。 §3.5.2 稳定的充要条件 系统稳定的充要条件：系统的所有闭环极点均具有负的实部， 或所有闭环极点均严格位于左半s平面。 根据系统稳定的定义，若 ,则系统是稳定的。 必要性： 充分性： §3.5.3 稳定判据 (1)必要条件 说明： 例1 不稳定 不稳定 可能稳定 s4 s3 s2 s1 s0 解. 列劳斯表 1 7 10 5 2 劳斯表第一列元素变号 2次，有2个正根，系统不稳定。 10 10 例2：D(s)=s4+5s3+7s2+2s+10=0 劳斯表第一列元素均大于零时系统稳定，否则系统不稳定； 且第一列元素符号改变的次数等于特征方程中正实部根的个数。 s3 s2 s1 s0 解. 列劳斯表 1 -3 e 2 劳斯表第一列元素变号 2次，有2个正根，系统不稳定。 例3：D(s)=s3-3s+2=0 判定在右半s平面的极点数。 (3) 劳斯判据特殊情况处理 0 若某行第一列元素为0，而该行元素不全为0时: 将此0改为e ， 继续运算。 解. 列劳斯表 1 12 35 3 20 25 s5 s4 s3 s2 s1 s0 例4 D(s)=s5+ 3s4+ 12s3+20s2+35s+25=0 5 25 0 0 10 25 0 出现全零行时，系统可能出现一对纯虚根；或一对符号 相反的实根；或两对实部符号相异、虚部相同的复根。 列辅助方程： 出现全零行时： 用上一行元素组成辅助