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1、,自动控制原理,西北工业大学自动化学院 自 动 控 制 原 理 教 学 组,自动控制原理,3 线性系统的时域分析与校正,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,自动控制原理,3 线性系统的时域分析与校正,3.1 概述,3.2 一阶系统的时间响应及动态性能,3.3.3 过阻尼二阶系统动态性能,自动控制原理课程的任务与体系结构,3 线性系统的时域分析与校正,3.1 时域分析法概述 3.1.1 时域法的作用和特点 时域法是最基本的
2、分析方法,学习复域法、频域法的基础 (1) 直接在时间域中对系统进行分析校正，直观，准确； (2) 可以提供系统时间响应的全部信息； (3) 基于求解系统输出的解析解，比较烦琐。,3 线性系统的时域分析与校正,3.1.2 时域法常用的典型输入信号,稳：( 基本要求 ) 系统受脉冲扰动后能回到原来的平衡位置 准: ( 稳态要求 ）稳态输出与希望输出间的误差(稳态误差)要小 快: ( 动态要求 ) 过渡过程要平稳，迅速 延迟时间 t d 阶跃响应第一次达到终值的50所需的时间 上升时间 t r 1、阶跃响应从终值的10上升到终值的90所需的时间 有振荡时；2、响应从 0 到第一次达到终值所需的时间
3、） 峰值时间 t p 阶跃响应越过终值达到第一个峰值所需的时间 调节时间 t s 阶跃响应到达并保持在终值 5误差带内所需的最短时间 超 调 量 峰值超出终值的百分比,3.1.3 线性系统时域性能指标,h(t),t,动态性能指标定义,3.2 一阶系统的时间响应及动态性能,3.2.1 一阶系统 (s) 标准形式及 h(t),3.2 一阶系统的时间响应及动态性能,3.2.2 一阶系统动态性能指标计算 一阶系统动态性能与系统极点分布的关系,3.2 一阶系统的时间响应及动态性能,例1 系统如图所示，现采用负反馈方式，欲将系统调节时间减小到原来 的0.1倍，且保证原放大倍数不变，试确定参数 Ko 和 K
4、H 的值。,3.2.3 一阶系统的典型响应,r(t) R(s) C(s)= F(s) R(s) c(t) 一阶系统典型响应 d(t) 1 1(t) t,3.2.3 一阶系统的典型响应,3. 二阶系统的时间响应及动态性能,3.1 传递函数标准形式及分类,01,1,0,1,二阶系统单位阶跃响应,过阻尼,临界阻尼,欠阻尼,零阻尼,3.3 二阶系统的时间响应及动态性能,3.3.2 x 1 （临界阻尼，过阻尼）时系统 动态性能指标的计算 （1）,3.3.2 x 1 （临界阻尼，过阻尼）时系统 动态性能指标的计算 （2）,3.3 二阶系统的时间响应及动态性能,例3-2 某系统闭环传递函数 ， 求动态性能。 解：,查图3-7可得,课程小结,3.1 概述 3.1.1 时域法的作用和特点 3.1.2 时域法常用的典型输入信号 3.1.3 系统的时域性能指标 3.2 一阶系统的时间响应及动态性能 3.2.1 一阶系统传递函数标准形式及单位阶跃响应 3.2.2 一阶系统动态性能指标计算 3.2.3 典型输入下一阶系统的响应 3.3 二阶系统的时间响应及动态性能 3.3.1 二阶系统传递函数标准形式及分类 3.3.2 过阻尼二阶系统动态性能指标计算,自动控制原理,本次课程作业 3 1, 3 , 6 选作： 3 2 , 4,谢 谢！,