二阶系统的时域分析.pdf
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第三节 二阶系统时域分析 第三节 二阶系统的时域分析 定义：以二阶微分方程作为运动方程的控制系统，称为二阶系统。 重要性：二阶系统是最常见的一种系统，很多高阶系统可简化为二阶系统，在控制理论中更具有代表性；它的动态性能指标和系统参数之间的关系非常简明，分析和设计比较容易。 开环传函模拟电路 时 小结：二阶系统中 和 的作用 * * 第三章 时域分析法 项 目 内 容 教 学 目 的 掌握二阶系统的数学模型和时域响应的特点。能够计算欠阻尼时域性能指标。 教 学 重 点 欠阻尼时域性能指标的计算。阻尼系数和自然频率对系统输出的影响。
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* 3.3 二阶系统的时域分析 一、典型二阶系统的数学模型 开环传递函数： 闭环传递函数： 式中： 称为二阶系统的无阻尼振荡频率或自然振荡频率，单位是rad/s， 称为二阶系统的时间常数， 称为阻尼比，一般无量纲。 - 例：RLC串联电路微分方程为 ， 其传递函数为 比照标准二阶系统模型，可以得到： 式中： 称为二阶系统的无阻尼振荡频率或自然
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二阶系统的时域分析1.ppt
§3-3 二阶系统的时域分析 * R(s) C(s) R(s) C(s) 二阶系统的定义：用二阶微分方程描述的系统。 微分方程的标准形式： —阻尼比， —无阻尼自振频率。 传递函数及方框图 等效的开环传函及方框图 一．单位阶跃响应 1.闭环极点的分布 二阶系统的特征方程为 两根为 的取值不同,特征根不同。 s2 s1 （1） （无阻尼）， ，一对纯虚根 s2 s1 s1 s2 s1 s2 （3） （临界阻尼）， ，两相等实根 （4） （过阻尼），
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二阶系统的时域分析.pptx
第三节二阶系统时域分析第三章时域分析法
项目1内容2教学目的3掌握二阶系统的数学模型和时域响应的特点。能够计算欠阻尼时域性能指标。4教学重点5欠阻尼时域性能指标的计算。阻尼系数和自然频率对系统输出的影响。6教学难点及其处理7阻尼系数和自然频率对系统输出的影响。MATLAB作图、对比、总结。8第三节二阶系统的时域分析
定义：以二阶微分方程作为运动方程的控制系统，称为二阶系统。重要性：二阶系统是最常见的一种系统，很多高阶系统可简化为二阶系统，在控制理论中更具有代表性；它的动态性能指标和系统参数之间的关系非常简明，分析和设计比较容易。
一、二阶系统的数学模型开环传函闭环传函:-结构图微分方程:标准形
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二阶系统时域特性分析.ppt
第3章 线性系统时域特性分析与校正 蒋丽英 本章内容 §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 什么是二阶系统(second order system) ？ 凡可用二阶微分方程作为运动方程的控制系统，均称为二阶系统。 为什么要着重研究二阶系统的分析和计算方法呢？ 在控制工程中，二阶系统的典型应用极为普遍； 不少高阶系统的特性在一定条件下可用二阶系统的特性来表征。 一、二阶系统的数学模型
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控制系统的时域分析—2二阶系统时域分析.ppt
3-3 二阶系统的时域分析;二阶系统分析步骤;3-3 二阶系统的时域分析;为使结果具有普遍性，可采用如下标准形式：; ;闭环极点分布图;不难看出： 时，二阶系统的单位脉冲响应是
发散的，即系统是不稳定的； 时，二阶系统
的单位脉冲响应是收敛的，且趋于零平衡状态，即
系统是稳定的。 时，二阶系统的单位脉冲响
应是等幅振荡的，系统是不稳定的。;2 二阶系统的单位阶跃响应 ;单调过程，无超调， 大，内耗大，无法维持能量交换，即
不能振荡。
较大时，即 时，系统可简化为一阶;;临界阻
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阶电路二阶时域分析.pdf
第7章一阶电路和二阶电路
的时域分析
1.动态电路的方程及其初始条件7.7一阶电路和二阶电路的阶跃响应
2.一阶电路的零输入响应7.8*一阶电路和二阶电路的冲激响应
3.一阶电路的零状态响应7.9*卷积积分
4.一阶电路的全响应7.10*状态方程
5.二阶电路的零输入响
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线性系统的时域分析法二阶系统稳态误差.ppt
欠阻尼二阶系统动态性能分析与计算 劳斯表介绍 劳斯判据 劳斯表出现零行 例 例 例 例 3-6 线性系统的稳态误差计算 一：误差与稳态误差 例： 二：系统类型 三：单位阶跃信号作用下系统的稳态误差 四：单位斜坡信号作用下系统的稳态误差 五：单位加速度信号作用下系统的稳态误差 动态误差系数 例： 扰动作用下的稳态误差 例： 八：减小或消除稳态误差的措施 第四章 线性系统的根轨迹法 第四章 线性系统的根轨迹法 § 1 根轨迹法的基本概念 4－2 绘制根轨迹的基本法则 法则1 根轨迹的起点和终点：根轨迹起始于开环极点，终止于开环零点。如果开环零点数mn，则有（n-
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自动控制理论 时域分析2--二阶系统.ppt
3.2 二阶系统的瞬态响应 一个可以用二阶微分方程来描述的系统称为二阶系统。从物理上讲，二阶系统包含有二个独立的储能元件，经常用到的储能元件有电感、电容等。 一、二阶系统标准形式 令： 则 二阶系统标准式: －－无阻尼自然振荡频率； －－阻尼比 二阶系统的特征方程为： 系统的两个特征根（闭环极点）为 特征根的性质取决于 的大小，下面分四种情况讨论。 特征根的[s]平面的分布情况见图 1．欠阻尼情况 : 则二阶系统具有一对
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基于Simulink的二阶控制系统时域仿真与分析.doc
基于Simulink的二阶控制系统时域仿真与分析
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学校代码
密级
学号
分类号
基于Simulink的二阶控制系统时域仿真与分析
题 目
（中、英文）
Second-order Control System Time Domain
Simulation and Analysis Based on Simulink
学科门类
指导教师
提交论文日期
成绩评定
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摘 要
自动控制时域分析方法是分析控制系统性能最有效的方法之一，是一种在时间域中对系统进行分析的方法，具有直接、准确的优点。但其
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自动控制原理3.3-3.4-二阶系统时域分析.ppt
3-3 二阶系统的时域分析 以上几种情况的单位阶跃响应曲线如下图： 3-4 高阶系统的时域分析 偶极子 当极点si与某个零点zj靠得很近时，它们之间的模值很小，那么该极点所对应的系数Ai也就很小，对应暂态分量的幅值亦很小，故该分量对响应的影响可忽略不计。这样的一对相距很近的闭环零极点称为偶极子。工程上，当某极点和某零点之间的距离比它们的模值小一个数量级时，就可认为这对零极点为偶极子。 偶极子的概念对控制系统的综合校正是很有用的，有意识地在系统中加入适当的零点，可以抵消对系统动态响应过程有不利影响的极点，从而使系统的动态性能得以改善。 小结 二阶系统特征根分布与稳定性关系 欠阻尼二阶
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基于Simulink的二阶控制系统时域仿真与分析.pdf
学校代码学号
分类号密级
目基于Simulink的二阶控制系统时域仿真与分析
（中、英文）Second-orderControlSystemTimeDomain
SimulationandAnalysisBasedonSimulink
学科门类
指导教师
提交论文日期
成绩评定
摘要
自动控制时域分析方法是分析控制系统性能最有效的方法之一，是一种在时间域中
对系统进行分析的方法，具有直接、准确的优点。但其分析过程的计算量较大、结果不
易分析，并且系统分析结果提供的信息对下一步如何改造，综合自动控制系统是不够的。
为了更加直观、准确和方便的分析自动控制系统的性能指标，可以利用Matlab环境下的
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ch3-3 二阶系统的时域响应(新).ppt
例2： 位置控制系统原理图 二阶系统根的分布 （2）无阻尼（? =0） （3）临界阻尼（?=1） 过阻尼系统分析: 衰减项的幂指数的绝对值一个大，一个小。绝对值大的离虚轴远，衰减速度快，绝对值小的离虚轴近，衰减速度慢； 衰减项前的系数一个大，一个小； 二阶过阻尼系统的动态响应呈非周期性，没有振荡和超调，但又不同于一阶系统； 离虚轴近的极点所决定的分量对响应产生的影响大，离虚轴远的极点所决定的分量对响应产生的影响小，有时甚至可以忽略不计。 与一阶系统阶跃响应的比较 欠阻尼二阶系统动态性能计算(P77) ts的计算(P82) （3）超调量 的计算 （4）调节时间ts 的
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ch3-3 二阶系统的时域响应.pptx
3-3二阶系统的时域响应 一、二阶系统数学模型（√）二、二阶系统的单位阶跃响应（√）三、欠阻尼二阶系统的动态过程分析（√）四、过阻尼二阶系统的动态过程分析（√）五、二阶系统的单位斜坡响应（自学）六、二阶系统性能的改善（√）七、非零初始条件下二阶系统 的响应过程（自学)一、 二阶系统的数学模型实例1：实验二 二阶系统的时域响应 R(s)C(s)C(s)R(s)实例1：实验二 二阶系统的时域响应, 发送减速器SMK1实例2 位置控制系统原理图(P71)发送减速器SM 二阶系统的标准数学模型：（1）传递函数开环传函：闭环传函：R(s)C(s)二阶系统的标准形式结构图：二、二阶系统的单位阶跃响应系
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3.5二阶系统的时域指标.ppt
劳斯判据 劳斯表出现零行 3.3 一阶系统的时间响应 1 一阶系统的数学模型 3.3 一阶系统的时间响应 结构图和闭环极点分布图为： T是表征系统惯性大小的重要参数。 3.3 一阶系统的时间响应 2 一阶系统的单位阶跃响应 一阶系统时域分析 3.4 二阶系统分析 1 二阶系统的数学模型 3.4 二阶系统分析 闭环特征方程为： 其特征根即为闭环传递函数的极点为 1）当0 ξ 1时，此时系统特征方程具有一对负实部的共轭复根 系统的单位阶跃响应具有衰减振荡特性，称为欠阻尼状态。(如图a) 3.4 二阶系统分析 3.4