第3章 控制系统的时域分析 自动控制理论教学课件.pdfVIP

Add Your Company Slogan 第第33章章控制系统的时域分析控制系统的时域分析 3.1 引言3.1 引言 第一步第一步 建立模型建立模型 控制系统控制系统控制系统控制系统分析分析分析分析 第二步第二步 分析分析性能性能 时域分析法时域分析法时域分析法时域分析法：：时域方法时域方法时域方法时域方法 分析方法分析方法 根轨迹法：复数域方法根轨迹法：复数域方法 频域分析法：频域方法频域分析法：频域方法 时域分析法不必求解系统的微分方程，以微 分方程判断出系统运动的分方程判断出系统运动的主要特征主要特征，，而从工程角而从工程角 度分析系统运动规律。 2 一.典型输入信号 目的：目的：为了在控制系统的分析和设计中有一个对不同系统为了在控制系统的分析和设计中有一个对不同系统 的性能进行比较和评价的基准的性能进行比较和评价的基准的性能进行比较和评价的基准的性能进行比较和评价的基准，，必须规定必须规定必须规定必须规定一一些典型的试验些典型的试验些典型的试验些典型的试验 信号作为系统的输入。信号作为系统的输入。 典型输入信号典型输入信号 应能反映系统的实际工作情况应能反映系统的实际工作情况应能反映系统的实际工作情况应能反映系统的实际工作情况 （（（（包括可能遇到的恶劣包括可能遇到的恶劣包括可能遇到的恶劣包括可能遇到的恶劣 工作条件）；工作条件）；应具有简单数学模型并易于通过实验获得；应具有简单数学模型并易于通过实验获得； 应具备控制系统实际输入信号的时变性应具备控制系统实际输入信号的时变性应具备控制系统实际输入信号的时变性应具备控制系统实际输入信号的时变性、、、、随机性随机性随机性随机性，，，，或者经或者经或者经或者经 过混叠至少能够合成任意输入信号过混叠至少能够合成任意输入信号 。。 常用的典型输入信号有常用的典型输入信号有阶跃函数、斜坡阶跃函数、斜坡((等速度等速度)) 函数、加速度函数、加速度((抛物线抛物线))函数、脉冲函数函数、脉冲函数、、正弦函数正弦函数55 种。种。 3 1. 阶跃函数 0 t 0 r(t) ⎧ RR 数学表达式数学表达式::r(t) ⎨RR tt ≥≥00 ⎩⎩ 0 其拉氏变换: R ((s )) R t s 式中式中RR为常数。当为常数。当RR=1=1时，称为时，称为单位单位阶跃阶跃函数。函数。 4 2.斜坡函数 （等速度函数） 0 t 0