机械控制工程 第三章 控制系统的时域分析 课件.pptVIP

第三章 控制系统的时域分析 3.1 时间响应与典型输入信号 一、时间响应 系统在输入信号的作用下，其输出随时间的变化过程。 瞬态响应：在系统输入信号作用下，系统输出从初始状态到稳定状态的响应过程。 稳态响应：当时间趋于无穷大时，系统输出的稳定状态。 二、典型输入信号 二、典型输入信号 二、典型输入信号 3.2.一阶系统的时间响应 * * t x(t) A 1．阶跃函数 A=1时，称为单位阶跃函数，记为l(t) 。 t x(t) At 2．斜坡函数（匀速函数） A=1时，称为单位斜坡函数。 r(t) t 0 3．抛物线函数（匀加速函数） A=1/2时，称为单位抛物线函数。 r(t) t 4．脉冲函数 t x(t) 二、典型输入信号 ?t x(t) 5．正弦函数 二、典型输入信号 一阶系统：以一阶微分方程描述的系统 标准形式 传递函数 一．单位阶跃响应 1 A T 0.632 斜率1/T 1/T T t x(t) 当输入信号为理想单位脉冲函数，系统的输出称为单位脉冲响应。 二．单位脉冲响应 T T t x(t) 三．单位斜坡响应 跟踪误差为T。 五．结果分析 输入信号的关系为： 而时间响应间的关系为： 2.二阶系统的单位阶跃响应 ⒈ 当 时，特征方程有一对共轭的虚根，称为零(无)阻尼系统，系统的阶跃响应为持续的等幅振荡曲线。 时，特征方程有一对实部为负的共轭复根，称为欠阻尼系统，系统的阶跃响应为衰减的振荡曲线。 时，特征方程有一对相等的实根，称为临界阻尼系统，系统的阶跃响应为非振荡的单调上升曲线。 时，特征方程有一对不等的实根，称为过阻尼系统，系统的阶跃响应为非振荡的单调上升曲线。 ⒉ 当 ⒊ 当 ⒋ 当