控制系统的时域分析.pptVIP

注：演示例8已知某控制系统的闭环传递函数（1）求在单位斜坡输入函数作用下系统的响应曲线。（2）求在输入信号作用下，系统的输出响应曲线。（3）系统的单位斜坡输入下的响应程序。12.3.2MATLAB时域响应仿真的典型函数应用实例第28页，共41页，星期日，2025年，2月5日第29页，共41页，星期日，2025年，2月5日第1页，共41页，星期日，2025年，2月5日主要内容12.1控制系统的动态性能指标分析12.1.1控制系统的动态性能指标12.1.2控制系统动态性能指标的MATLAB求取示例12.2控制系统的稳态性能指标分析12.2.1系统的稳态性能指标12.2.2控制系统稳态性能指标的MATLAB求取示例第2页，共41页，星期日，2025年，2月5日主要内容(续)12.3MATLAB时域响应仿真的典型函数应用12.3.1MATLAB时域响应仿真的典型函数12.3.2MATLAB时域响应仿真的典型函数应用实例12.4MATLAB/Simulink图形化时域分析12.4.1MATLABLTIViewer应用实例12.4.2Simulink应用实例本章小结第3页，共41页，星期日，2025年，2月5日系统的性能指标性能指标，指在分析一个控制系统的时候，评价系统性能好坏的标准。系统性能的描述，又可以分为动态性能和稳态性能。粗略地说，系统的全部响应过程中，系统的动态性能表现在过渡过程结束之前的响应中，系统的稳态性能表现在过渡过程结束之后的响应中。系统性能的描述，如以准确的定量方式来描述称为系统的性能指标。第4页，共41页，星期日，2025年，2月5日系统测试信号系统测试信号的选取原则对于一个实际的控制系统，测试信号的形式应接近或反映系统工作时最常见的输入信号形式，同时也应该注意选取对系统工作最不利的信号作为测试信号。常用测试信号对各种控制系统的性能进行测试和评价时，人们习惯选择下述5种信号作为系统的输入信号。第5页，共41页，星期日，2025年，2月5日典型测试信号表名称时域表达式复域表达式单位阶跃函数单位斜坡函数单位加速度函数单位脉冲函数1正弦函数第6页，共41页，星期日，2025年，2月5日12.1控制系统的动态

性能指标分析第7页，共41页，星期日，2025年，2月5日12.1控制系统的动态性能

指标分析对于稳定系统，通常在系统阶跃响应曲线上来定义系统动态性能指标。系统的单位阶跃响应不仅完整反映了系统的动态特性，而且反映了系统在单位阶跃信号输入下的稳定状态。同时，单位阶跃信号又是一个最简单、最容易实现的信号。第8页，共41页，星期日，2025年，2月5日最大超调量(简称超调量)瞬态过程中输出响应的最大值超过稳态值的百分数。峰值时间输出响应超过稳态值第一次达到峰值所需要的时间。上升时间输出响应第一次达到稳态值的时间。有时也定义为输出从稳态值的10%上升到90%的时间。12.1.1控制系统的

动态性能指标第9页，共41页，星期日，2025年，2月5日延迟时间输出响应第一次达到稳态值所需的时间。调节时间（过渡过程时间）误差达到规定的允许值，且以后不再超出此值所需的时间。振荡次数在调节时间内，响应曲线振荡的次数。12.1.1控制系统的

动态性能指标第10页，共41页，星期日，2025年，2月5日通常在系统阶跃响应曲线上来定义系统动态性能指标。在用MATLAB求取系统动态性能指标之前，首先给出单位阶跃响应函数step的用法。给定系统，可使用下表所列函数调用方式得到系统阶跃响应。注：相关函数的帮助文档导读12.1.2控制系统动态性能指标MATLAB求取实例第11页，共41页，星期日，2025年，2月5日系统阶跃响应函数用法step(num,den)step(G)绘制系统阶跃响应曲线。step(num,den,t)step(G,t)绘制系统阶跃响应曲线。由用户指定时间范围，如t是标量，则指定了终止时间；如t是向量，则指定了步距和起止时间y=step(num,den,t)y=step(G,t)返回系统阶跃响应曲线y值，不绘制图形。用户可用plot函数绘制[y,t]=step(num,den,t)[y,t]=step(G,t)返回系统阶跃响应曲线y值和t值，不绘制图形。可用plot函数绘制第12页，共41页，星期日，2025年，2月5日step(A,B,C,D,iu)绘制系统阶跃响应曲线。iu指定输入和输出step(A,B,C,D,iu,t)绘制