文档介绍：第一节典型输入作用和时域性能指标-PPT精品
典型输入作用和时域性能指标
一阶系统的瞬态响应
二阶系统的瞬态响应
高阶系统分析
稳定性和代数稳定判据
稳态误差分析
本章主要内容
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第一节 典型输入作用和时域性第一节典型输入作用和时域性能指标-PPT精品
典型输入作用和时域性能指标
一阶系统的瞬态响应
二阶系统的瞬态响应
高阶系统分析
稳定性和代数稳定判据
稳态误差分析
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第一节 典型输入作用和时域性能指标
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什么是时域分析?
指控制系统在一定的输入信号作用下，根据输出量的时域表达式，分析系统的稳定性、瞬态性能和稳态性能。
时域分析是一种在时间域中对系统进行分析的方法，具有直观和准确的优点。由于系统的输出量的时域表达式是时间的函数，所以系统的输出量的时域表达式又称为系统的时间响应。
系统输出量的时域表示可由微分方程得到，也可由传递函数得到。在初值为零时，可利用传递函数进行研究，用传递函数间接的评价系统的性能指标。
控制系统的性能指标，可以通过在输入信号作用下系统的瞬态和稳态过程来评价。系统的瞬态和稳态过程不仅取决于系统本身的特性，还与外加输入信号的形式有关。
时域分析
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典型初始状态
这表明，在外作用加入系统之前系统是相对静止的，被控制量及其各阶导数相对于平衡工作点的增量为零。
典型初始状态:
规定控制系统的初始状态均为零状态，即在 时
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典型输入作用
脉冲函数：
阶跃函数：
A阶跃幅度，A=1称为单位阶跃函数，记为1（t）。
其拉氏变换后的像函数为：
斜坡函数（速度阶跃函数）：
B=1时称为单位斜坡函数。
其拉氏变换后的像函数为：
典型输入作用
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典型输入作用
[提示]：上述几种典型输入信号的关系如下：
抛物线函数（加速度阶跃函数）：
C=1时称为单位抛物线函数。
其拉氏变换后的像函数为：
正弦函数： ，式中，A为振幅， 为频率。
其拉氏变换后的像函数为：
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分析系统特性究竟采用何种典型输入信号，取决于实际系统在正常工作情况下最常见的输入信号形式。
当系统的输入具有突变性质时，可选择阶跃函数为典型输入信号；当系统的输入是随时间增长变化时，可选择斜坡函数为典型输入信号。
讨论系统的时域性能指标时，通常选择单位阶跃信号作为典型输入信号。
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典型响应
典型响应：
⒈ 单位脉冲函数响应：
⒉ 单位阶跃函数响应：
⒊ 单位斜坡函数响应：
⒋ 单位抛物线函数响应：
[提示]：上述几种典型响应有如下关系：
单位脉冲函数响应
单位阶跃函数响应
单位斜坡函数响应
单位抛物线函数响应
积分
积分
积分
微分
微分
微分
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瞬态过程的性能指标
（二）单调变化
单调变化响应曲线如图所示：
这种系统就无需采用峰值时间和最大超调量这两个指标。此时最常用的是调节时间这一指标来表示瞬态过程的快速性。有时也采用上升时间这一指标。
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主要是稳态误差。
式中：e(t)=给定输入值-实际输出值（单位反馈）；E(s)是系统的偏差。
稳态过程的性能指标
稳态过程的性能指标
对一个控制系统的要求
系统应该是稳定的；
系统达到稳态时，应满足给定的稳态误差的要求；
系统在瞬态过程中应有好的快速性。
简称为：稳、准、快
对一个控制系统的要求
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