文档介绍：邢台学院物理系《自动控制理论》课程设计报告书设计题目:二阶系统的性能指标分析专业:自动化班级:学生姓名:学号:指导教师:2013年3月24日邢台学院物理系课程设计任务书专业:自动化班级:学生姓名学号课程名称自动控制理论设计题目二阶系统的性能指标分析设计目的、主要内容(参数、方法)及要求目的:通过对二阶系统的性能指标分析得知,系统三方面性能对系统结构和参数的要求往往是相互制约的,工程中通过在系统加一些附加装置来改善二阶系统的性能。通过本次课题来了解改善方法。 ,3月14至3月22编写,3月23至3月24日制图主要参考资料[1],2007[2],2007[3],,2007[4]自动控制原理及其应用(黄坚第二版)高等教育出版社指导教师签字系主任签字2013年3月24日摘要二阶系统是指由二阶微分方程描述的自动控制系统。例如,他励直流电动机﹑RLC电路等都是二阶系统的实例。二阶系统的性能指标分析在自动控制原理中具有普遍的意义。控制系统的性能指标分为动态性能指标和稳态性能指标,动态性能指标又可分为随动性能指标和抗扰性能指标。稳态过程性能稳态误差是系统稳定后实际输出与期望输出之间的差值本次课程设计以二阶系统为例,研究控制系统的性能指标。关键词: 。 185总结及体会 19参考文献。例如,他励直流电动机﹑RLC电路等都是二阶系统的实例。二阶系统的性能指标分析在自动控制原理中具有普遍的意义。控制系统的性能指标分为动态性能指标和稳态性能指标,动态性能指标又可分为随动性能指标和抗扰性能指标。。图2-1二阶系统2—l是典型二阶系统原理方块图,其中T0=1秒;T1=;K1分别为10;5;;1。开环传递函数为:(2-1)其中,开环增益。闭环传递函数:(2-2)其中,(2-3)(2-4)(1)当。即欠阻尼情况时,二阶系统的阶跃响应为衰减振荡,如图2-2中曲线①所示。(2-5)式中:峰值时间可由式(2-5)对时间求导数,并令它等于零得到:(2-6)超调量Mp:由求得(2-7)调节时间,采用2%允许误差范围时,近似的等于系统时间常数的四倍,即(2-8)(2)当,即临界阻尼情况时,系统的阶跃响应为单调的指数曲线,如图2-2中曲线②所示。输出响应C(t)为(t≥0)(2-9)调节时间可由下式求得(2-10)(3)当,即过阻尼情况时,系统的阶跃响应为单调的指数曲线:(t≥0)(2-11)式中;;当远大于1时,可忽略-S1的影响,则(t≥0)(2-12)这时调节时间近似为:(2-13)①②③图2-2二阶系统阶跃输入下的动态响应图2-3二阶系统模拟电路图图2-3是图2-1的模拟电路及阶跃信号电路图开环传递函数为其中;-6所示其中,为环节参数。系统闭环传递函数为化成标准形式(首1型)(3-5)(尾1型)(3-6)式中,,,。、分别称为系统的阻尼比和无阻尼自然频率,是二阶系统重要的特征参数。二阶系统的首1标准型传递函数常用于时域分析中,频域分析时则常用尾1标准型。二阶系统闭环特征方程为其特征特征根为若系统阻尼比取值范围不同,则特征根形式不同,响应特性也不同,由此可将二阶系统分类,见表3-3。表3-3二阶系统(按阻尼比)分类表分类特征根特征根分布模态过阻尼临界阻尼欠阻尼零阻尼数学上,线性微分方程的解由特解和齐次微分方程的通解组成。通解由微分方程的特征根决定,代表自由响应运动。如果微分方程的特征根是,,且无重根,则把函数,,称为该微分方程所描述运动的模态,也叫振型。如果特征根中有多重根,则模态是具有,形式的函数。如果特征根中有共轭复