第3章 控制原理和分析方法 本章主要教学内容 >典型外作用信号及其响应 时域性能指标计算及参数与性能的对应关系 系统稳定的概念、稳定条件和稳定性判断 系统的稳态误差分析及计算 系统的频率特性及其表达 频率分析法的内容和性能讨论
1 本章主要教学内容 ➢典型外作用信号及其响应 ➢时域性能指标计算及参数与性能的对应关系 ➢系统稳定的概念、稳定条件和稳定性判断 ➢系统的稳态误差分析及计算 ➢系统的频率特性及其表达 ➢频率分析法的内容和性能讨论 第3章 控制原理和分析方法
第3章 控制原理和分析方法 本章教学目的及要求 >理解典型外作用信号及其响应 掌握时域性能指标的计算 熟悉系统稳定的概念和稳定性判断的应用 掌握稳态误差分析及计算 掌握频率分析法及应用
2 本章教学目的及要求 ➢理解典型外作用信号及其响应 ➢掌握时域性能指标的计算 ➢熟悉系统稳定的概念和稳定性判断的应用 ➢掌握稳态误差分析及计算 ➢掌握频率分析法及应用 第3章 控制原理和分析方法
第3章 控制原理和分析方法 31典型输入信号及其响应 31.1概述 系统在给定信号作用下的输出信号随时间变化的状况称为 系统的响应。到达稳定之前的响应称为暂态响应,可提供系 统过渡过程中各项动态性能指标;到达稳态后的响应称为稳 态响应,反映出系统稳定性和稳态误差的大小。 典型输入信号选取原则: (1)工作现场或实验室中该信号易产生,且在工程中能经常 遇到这类信号 (2)典型信号作用下,系统响应能够反映出该系统在实际工 作中的确定性能。 (3)外作用信号的数学表达式简单,便于进行分析和计算
3 3.1 典型输入信号及其响应 3.1.1 概述 系统在给定信号作用下的输出信号随时间变化的状况称为 系统的响应。到达稳定之前的响应称为暂态响应，可提供系 统过渡过程中各项动态性能指标；到达稳态后的响应称为稳 态响应，反映出系统稳定性和稳态误差的大小。 典型输入信号选取原则： （1）工作现场或实验室中该信号易产生，且在工程中能经常 遇到这类信号。 （2）典型信号作用下，系统响应能够反映出该系统在实际工 作中的确定性能。 （3）外作用信号的数学表达式简单，便于进行分析和计算。 第3章 控制原理和分析方法
第3章 控制原理和分析方法 312典型输入信号 目前,在工程设计中比较常见的典型输入信号主要有以 下5种: >阶跃函数信号 斜坡函数信号 >抛物线函数信号 脉冲函数信号 正弦函数信号
4 3.1.2 典型输入信号 目前，在工程设计中比较常见的典型输入信号主要有以 下5种： ➢阶跃函数信号 ➢斜坡函数信号 ➢抛物线函数信号 ➢脉冲函数信号 ➢正弦函数信号 第3章 控制原理和分析方法
第3章 控制原理和分析方法 313典型信号的响应 初始状态为零的控制系统,在典型输入信号作用 下的系统输出称为典型信号的响应。 1.单位阶跃响应 系统在单位阶跃函数信号作用下的输出称为单位 阶跃响应。 表达式为:h(t)=L[p(s) 响应曲线见图3-6(a)所示
5 3.1.3 典型信号的响应 初始状态为零的控制系统，在典型输入信号作用 下的系统输出称为典型信号的响应。 1. 单位阶跃响应 系统在单位阶跃函数信号作用下的输出称为单位 阶跃响应。 表达式为： 响应曲线见图3-6（a）所示。 第3章 ] 1 ( ) [ ( ) 1 s h t = L s − 控制原理和分析方法