自动控制系统性能分析.ppt

自动控制系统性能的频域分析

AC自动控制系统E

自动控制系统的动态特性分

的稳定性分析析

概述自动控制系统系统分析举例—

的稳态性分析—水位控制系统

BD

概述

研究任何自动控制系统的首要的工作是建立合理的数学模型。一旦建立了数学

模型，就可以进行自动控制系统的分析和设计。对控制系统进行分析，就是分

析控制系统能否满足它所提出来的性能指标要求，分析某些参数变化对系统性

能的影响。工程上对系统性能进行分析的主要内容是：稳定性能、稳态性能和

动态性能分析。其中最重要的是系统的稳定性能，这是因为工程上所使用的控

制系统必须首先是稳定的系统，不稳定的系统是根本无法工作的。因此分析研

究系统时，首先要对系统进行稳定性分析。其次是系统的稳态性能分析，这是

因为系统经过长期运行在稳态状态下，因此其稳态性能直接关系到日常工作的

质量；最后是系统的动态性能分析，这主要是针对那些要求快速且平稳过渡的

系统。

7.1自动控制系统的稳定性分析

0102

稳定性分析是自动控制系统中最系统的稳定性（Stability）是指

重要的性能分析，这是因为工程自动控制系统在受到扰动作用使

上所使用的控制系统首先必须是平衡状态破坏后，经过调节，能

稳定的系统，不稳定的系统不仅重新达到平衡状态的性能。

无法工作，也没有其使用的价值。

03

造成系统不稳定主要有：系统内

部参数结构上的原因和外部控制

上的客观原因。

稳定系统与不稳定系统

不稳定系统b)稳定系统

造成自动控制

系统不稳定的

物理原因

系统的稳定性概念又分绝对稳定性和相对稳

定性。系统的绝对稳定性是指系统稳定(或不

稳定)的条件。

○即形成系统稳定的充要条件。

○系统的相对稳定性是指稳定系统的稳定程度。

自动控制系统的相对稳定性

相对稳定性好b)相对稳定性差

系统稳定的充要条件

§系统稳定的必要和充分条件是：特征方程的所有

的根的实部都必须是负数。亦即闭环系统的所有

极点都必须在复平面的左侧。

+j

系统特征方

程的根，或系统不稳定区域系统特征

者说其系统系统稳定区域方程的根，

的传递函数