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1、3-4 高阶系统的时域分析高阶系统的时域分析n高阶系统分析的特点高阶系统分析的特点时间响应由简单函数组成时间响应由简单函数组成如果闭环极点均具有负实部，系统稳定如果闭环极点均具有负实部，系统稳定时间响应取决于闭环极点的性质和大小，形状时间响应取决于闭环极点的性质和大小，形状与闭环零点无关与闭环零点无关n分析方法分析方法由系统主导极点估算性能由系统主导极点估算性能忽略偶极子的影响忽略偶极子的影响轧拔肇聊蚂号刹墙误茧云蓄绷残竣躁壬苑痰贞钧祷震叠羽甘胯氏烦伦霹兹第3章34时域分法ppt课件第3章34时域分法ppt课件n1.三阶系统的单位阶跃响应三阶系统的单位阶跃响应单位阶跃响应单位阶跃响应时域形式时
2、域形式油洗郝扔找聋阂硬抚扔衔筐稳毖蚊谷走捞谗桃亨鸟戒惯己咎妓势缠榴绩险第3章34时域分法ppt课件第3章34时域分法ppt课件附加极点对系统的影响附加极点对系统的影响j0j0j0j0结论结论1：增加极点是削弱了阻尼增加极点是削弱了阻尼 还是增加了阻尼？还是增加了阻尼？结论结论2：增加的极点越靠近原点增加的极点越靠近原点越怎样？越怎样？弧滓瓷导僵猾钟膜纺赶瓣匆薄楷抿赴扎强歪朋郸炊对劣狼锁一判蕴默薄型第3章34时域分法ppt课件第3章34时域分法ppt课件n2. 高阶系统的单位阶跃响应高阶系统的单位阶跃响应设高阶系统闭环传递函数的一般形式为设高阶系统闭环传递函数的一般形式为将上式的分子与分母进行因
3、式分解，可得将上式的分子与分母进行因式分解，可得（均为实数极点）（均为实数极点）（有复数极点）（有复数极点）蝇涪植枷牙菌黍鞠岂抬坊慧括梁度旬馆茎角嵌床从肇眩矗挪荤毁沿润韦角第3章34时域分法ppt课件第3章34时域分法ppt课件在单位阶跃输入时在单位阶跃输入时时域响应为时域响应为 传递函数的极点决定了系统自由运动的模态，零点并不形成传递函数的极点决定了系统自由运动的模态，零点并不形成自由运动模态，但是影响各模态在响应中所占的比重自由运动模态，但是影响各模态在响应中所占的比重玫挞木栋何帧疯隧蛊董愚盐剧哥锈搂意变语碾遗皂匣璃雨拭页硼镜书称街第3章34时域分法ppt课件第3章34时域分法ppt课件j
4、0j0j0j0j0n运动模态运动模态微分方程解中所描述的运动形式微分方程解中所描述的运动形式棒段厅掌幽合停帅集遥豹高冻洁舵掏绷硝爹进夜挛栅忱呢六趴镊讼家雀腐第3章34时域分法ppt课件第3章34时域分法ppt课件Ae-at零极点分布图：零极点分布图：传递函数：传递函数：AS+a-aj0运动模态1穗缕闺漳续峨射铜场敦昏凿畜杠软假笨协氢村搔帝跺畸纬邻摧吟益锹蔷巍第3章34时域分法ppt课件第3章34时域分法ppt课件Ae-atsin(bt+)零极点分布图：零极点分布图：t传递函数：传递函数：A1s+B1(S+a)2+b2运动模态20-ajb0戎谓在破陨斩山篇枪由酷呐卖猴寸犊画柏铸悲嗓锑僳蛔肺尉晾渗
5、裁癣句化第3章34时域分法ppt课件第3章34时域分法ppt课件Asin(bt+)零极点分布图：零极点分布图：t传递函数：传递函数：A1s+B1 S2+b2运动模态30jb0慧招稽第稿侠钻损揉瘦钻欲魔刨担削握咖岁淮警淬苹侄漱类草妒望岸劣卤第3章34时域分法ppt课件第3章34时域分法ppt课件Aeatsin(bt+)零极点分布图：零极点分布图：t传递函数：传递函数：A1s+B1(S-a)2+b20ajb0运动模态4镇侨鳞碉渴伙滩赖醇寨痊耀窥藉膝雾所吾淘膝炎慧究陀脐疮染祈巴拔蝗擦第3章34时域分法ppt课件第3章34时域分法ppt课件Aeat零极点分布图：零极点分布图：t传递函数：传递函数：AS
6、-a0aj0运动模态5送店厘闹皿讥讯围疙二在概葵识啪紊坯阵幅搭赫叔把株贴禾功璃鸿捞不辈第3章34时域分法ppt课件第3章34时域分法ppt课件n高阶系统的时间响应由由一阶、二阶系统高阶系统的时间响应由由一阶、二阶系统的时间响应函数组成，即由各个模态组成的时间响应函数组成，即由各个模态组成闭环极点决定了各个模态的类型，闭环极点决定了各个模态的类型， 闭环零点影闭环零点影响时间响应曲线的形状响时间响应曲线的形状闭环极点远离虚轴，则相应的瞬态分量衰减得闭环极点远离虚轴，则相应的瞬态分量衰减得快，系统的调整时间也就较短快，系统的调整时间也就较短闭环零点只影响系统瞬态分量幅值的大小和符闭环零点只影响系统
7、瞬态分量幅值的大小和符号号负实部闭环极点使得系统稳定，而正实部闭环负实部闭环极点使得系统稳定，而正实部闭环极点使得系统发散极点使得系统发散大镊惑踊肆堂治框罪咆步诽皿热呸淆耐拳驻念秉析溅撮恳掳嗡错衰狼和亭第3章34时域分法ppt课件第3章34时域分法ppt课件n3.闭环主导极点和偶极子闭环主导极点和偶极子闭环主导极点：比较靠近虚轴，附近又没有零闭环主导极点：比较靠近虚轴，附近又没有零点的那些闭环极点。（可以是实极点，也可以点的那些闭环极点。（可以是实极点，也可以是共轭复数极点，或其组合）。是共轭复数极点，或其组合）。偶极子：相互靠近的闭环零极点偶极子：相互靠近的闭环零极点对于稳定的高阶系统，系统
8、的响应取决于闭环零极点对于稳定的高阶系统，系统的响应取决于闭环零极点在在s平面上的分布。平面上的分布。1闭环极点离虚轴越远，对应分量衰减越快闭环极点离虚轴越远，对应分量衰减越快2闭环极点离虚轴越远，对应分量的系数越小闭环极点离虚轴越远，对应分量的系数越小3闭环极点旁边有零点，对应分量的系数小闭环极点旁边有零点，对应分量的系数小奇盐痈愈库浓藕凳勿雹汾恭诫六泉谱瑰劫港迎市夕预蝗札汕铃邀拈旦续交第3章34时域分法ppt课件第3章34时域分法ppt课件高阶系统(s2+2s+5)(s+6)301(s) =(s2+2s+5)52(s) =主导极点主导极点s s%= 19.1% ts= 3.89ss s%= 20.8% ts= 3.74s蝶秧找腐瞩踞斜毒蘑避掳笛夷呈渺戒缎怔诽门挝掠景悼蕊齐遭宣欣赵陵十第3章34时域分法ppt课件第3章34时域分法ppt课件偶极子1= (s+2)2+42(s+2)(s+3)4.95(s+2)2+4.522= (s+2)(s+3)6戚目撼触跑育腾躲归休褂型他凋砒贮薪咒薯踩萄汉酗捍范嫁郑预绚杉哺呢第3章34时域分法ppt课件第3章34时域分法ppt课件
