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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 组自动控制原理本次课程作业(8)3 1, 2, 3, 4, 6自动控制原理课程的任务与体系结构自动控制原理（第 8 讲）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（第 8 讲）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 3.2 二阶系统的时间响应及动态性能3 线性
2、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分析方法,是学习复域法、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准: ( 稳态要求 ）稳态输出与理想输出间的误差(稳态误差)要小3.1.3 线性系统时域性能指标 稳：( 基本要求 ) 系统受扰动影响后能回到原来的平衡位置延迟时间 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 阶跃响应从终值的10上升到终值的90所需的
3、时间有振荡时，可定义为从 0 到第一次达到终值所需的时间峰值时间 t p 阶跃响应越过终值达到第一个峰值所需的时间超 调 量 s 峰值超出终值的百分比调节时间 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快: ( 动态要求 ) 阶跃响应的过渡过程要平稳，迅速超调量% =A B100%时间td延迟h(t)t时间tr上升峰值时间tpBAh(t)t动态性能指标定义调节时间ts3.2 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
4、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KH 的取值。 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) 11(t)t3.2.3 一阶系统的典型响应3.2 一阶系统的时间响应及动态性能例2 已知单位反馈系统的单位阶跃响应试求 F(s) , k(t) , G(s) 。解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2 - 1S1,2=-nnS1,2=-n-n=S1,2 = j n01101j 0j 0j 0j0二阶系统
5、单位阶跃响应s2+2ns+n2(s)=n2-j1-2 nS1,2=nh(t)= 1T2tT1 T21e+T1tT2 T11e+h(t)= 1-(1+nt) e- tnh(t)= 1-cosntj0j0j0j0T11T2111010sin(dt+)e- th(t)=1-211n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 3.2 一阶系统的时间响应及动态性能例 3 系统结构图如右,开环增益 K= 0.09,求系统的动态指标。 解课程小结3 线性系统的时域分析与校正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(8)3 1, 2, 3, 4, 6
