自动控制原理课件第3章 自动控制系统的时域分析.ppt

小 结 3. 如果高阶系统中含有一对闭环主导极点，则该系统的暂态响应就可以近似地用这对主导极点所描述的二阶系统来表征。 4. 稳定是系统能正常工作的首要条件。线性定常系统的稳定性是系统的一种固有特性，它仅取决于系统的结构和参数，与外施信号的形式和大小以及系统的初始状态无关。不用求根而直接通过特征方程系数判别系统稳定性的方法，称为代数稳定判据。稳定判据只回答特征方程式的根在 s平面上的分布情况，而不能确定根的具体数值。 东北大学《自动控制原理》课程组 * 小 结 5. 稳态误差是系统控制精度的度量，也是系统的一个重要性能指标。系统的稳态误差既与其结构和参数有关，也与控制信号的形式、大小和作用点有关。 6. 系统的稳态精度与动态性能在对系统的类型和开环增益的要求上是相矛盾的。解决这一矛盾的方法，除了在系统中设置校正装置外，还可采用前馈补偿的方法来提高系统的稳态精度。 东北大学《自动控制原理》课程组 * 东北大学《自动控制原理》课程组 * 题 3-1 一单位反馈控制系统的开环传递函数为 求：（1）系统的单位阶跃响应及动态特性指 标 、 、 、 ; (2) 输入量 时，系统的输出响应; (3) 输入量 为单位脉冲函数时，系统的输 出响应。 本章练习 题3-1 解：系统的闭环传递函数为 所以 东北大学《自动控制原理》课程组 * 题3-1 （1）当输入量为 时 1）由公式求得系统的单位阶跃响应为 2） 东北大学《自动控制原理》课程组 * 题3-1 3） 其中 4） 东北大学《自动控制原理》课程组 * 题3-1 5） 东北大学《自动控制原理》课程组 * 题3-1 (2) 当输入量为 时，求系统的输出响应。 方法一 根据传递函数的定义，利用拉氏变换和拉氏反变 换进行计算。 输入量的拉氏变换为 则 东北大学《自动控制原理》课程组 * 题3-1 其中 令等式两边实部实部相等，虚部虚部相等，解得 东北大学《自动控制原理》课程组 * 题3-1 将上式进行拉氏反变换，得到系统的输出响应为 东北大学《自动控制原理》课程组 * 题3-1 方法二 利用线性系统的性质进行计算。 因为 所以，利用线性系统的性质得 东北大学《自动控制原理》课程组 * 题3-1 （3）当输入量 时，求系统的输出响应。 方法一 根据传递函数的定义，利用拉氏变换和拉氏 反变换进行计算。 输入量的拉氏变换为 东北大学《自动控制原理》课程组 * 则 将上式进行拉氏反变换，得到系统的输出响应 题3-1 方法二 利用线性系统的性质进行计算。 因为 所以，利用线性系统的性质得 东北大学《自动控制原理》课程组 * 题3-2 题3-2 一单位反馈控制系统的开环传递函数为 其单位阶跃响应曲线如图P3-1所示，图中的 ， 。试确定系统参数 及 值。 东北大学《自动控制原理》课程组 * 图P3-1 题3-2 解 由图P3-1可知 解得 东北大学《自动控制原理》课程组 * 题3-2 本系统的开环传递函数为 所以 解得 东北大学《自动控制原理》课程组 * 题3-4 题3-4 已知单位反馈控制系统的开环传递函数为 试选择 值以满足下列指标。 当 时，系统的稳态误差 当 时，系统的 。 东北大学《自动控制原理》课程组 * 解（1）从系统的开环传递函数可以看出，此系统为I型系统， 由稳态误差与系统类型的关系表（见表3-1）得 题3-4 表3-1 稳态误差与系统类型关系表 东北大学《自动控制原理》课程组 * 当 时， 所以 （3-3） 题3-4 （2） 系统的闭环传递函数为 由题意得 1) 解得 2) 解得 东北大学《自动控制原理》课程组 * 题3-4 3） （3-4） 由式（3-3）和式（3-4）得 东北大学《自动控制原理》课程组 * 题3-10 题3-10 有闭环系统的特征