第五章反馈控制系统的性能 重点 了解常用的测试输入信号 熟悉描述二阶系统性能的各项指标 )熟练理解二阶系统的性能 四)掌握基于主根的高阶系统的二阶近似分析法 五)掌握阻尼比的估计方法 六)掌握由传递函数的极点位置来描述闭环反馈系 统 的瞬态响应的方法 七)掌握反馈控制系统稳态误差的计算方法 八)理解控制系统性能指标的概念 MODERN CONTROL SYSTEM
MODERN CONTROL SYSTEM 0 第五章 反馈控制系统的性能 重点 一） 了解常用的测试输入信号； 二） 熟悉描述二阶系统性能的各项指标 三） 熟练理解二阶系统的性能 四） 掌握基于主根的高阶系统的二阶近似分析法 五） 掌握阻尼比的估计方法 六） 掌握由传递函数的极点位置来描述闭环反馈系 统 的瞬态响应的方法 七） 掌握反馈控制系统稳态误差的计算方法 八） 理解控制系统性能指标的概念
回顾与导入 调节瞬态和稳态性能的能力是反馈控制系统 的显著优点。为了分析和设计控制系统,必须定 义和度量其性能。然后根据控制系统的期望性能, 调整系统的参数以达到期望的性能。由于控制系 统本身是动态的,所以其性能通常由瞬态响应和 稳态响应两个方面来规定。瞬态响应( transient response)是随时间推移而消失的响应。稳态响应 ( steady-state response)是指对某个启动的输入信 号跟踪长时间之后仍存在的响应 MODERN CONTROL SYSTEM
MODERN CONTROL SYSTEM 1 回顾与导入 调节瞬态和稳态性能的能力是反馈控制系统 的显著优点。为了分析和设计控制系统，必须定 义和度量其性能。然后根据控制系统的期望性能， 调整系统的参数以达到期望的性能。由于控制系 统本身是动态的，所以其性能通常由瞬态响应和 稳态响应两个方面来规定。瞬态响应（transient response)是随时间推移而消失的响应。稳态响应 （steady-state response）是指对某个启动的输入信 号跟踪长时间之后仍存在的响应
控制系统的设计要求( design specifications) 通常包括对几个指定输入命令信号的时间响应指标 和期望的稳态精度。在任何设计过程中,常常需要 对几个设计要求作适当修改,以便达到某种折衷。 因此,设计要求并不是一成不变的一组要求,而是 对所罗列的期望性能做出的初步打算。对设计要求 规格的有效折衷和调整的说明如图5.1所示。 Performance Performance measure, MI measure,M2 M 2 Pmin 3 Parameter,p DEl MODERN CONTROL SYSTEM
MODERN CONTROL SYSTEM 2 控制系统的设计要求（design specifications） 通常包括对几个指定输入命令信号的时间响应指标 和期望的稳态精度。在任何设计过程中，常常需要 对几个设计要求作适当修改，以便达到某种折衷。 因此，设计要求并不是一成不变的一组要求，而是 对所罗列的期望性能做出的初步打算。对设计要求 规格的有效折衷和调整的说明如图5.1所示
5.1测试输入信号 (c) 测试用输入信号:阶跃,斜坡,抛物线。 MODERN CONTROL SYSTEM
MODERN CONTROL SYSTEM 3 5.1 测试输入信号 测试用输入信号：阶跃，斜坡，抛物线
表5.1测试用输入信号 测试信号 (t) R(S) 阶跃 r(t)=A,t>0 R(S)=A/S =0.t<0 斜波 r(1)=At,1>0 R(S=A/S 0.t<0 抛物线 r(t)=At2,1>0 R(S)=2A/S 0.t<0 标准测试信号的一般形式 DEl MODERN CONTROL SYSTEM
MODERN CONTROL SYSTEM 4 标准测试信号的一般形式