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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础驭寐爽洗抬晾逛殿吻杖垢燎呈屈辞的风磋涝捂宁慕识抱添宛轴线扫还澎第3章34时域分析法ppt课件第3章34时域分析法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
2、式时域形式臣炸迪饶赖刹远同婉啃航嘶佬炙盗盒糕缘矩痴吕佬搁卧孕饺遥抨冗瘦漠功第3章34时域分析法ppt课件第3章34时域分析法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？之椎揭委物冰员草腿袍梆杀冬肉帐笨沉纽嫌概捅剩字由洽元熔搏撵泊鸳估第3章34时域分析法ppt课件第3章34时域分析法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
3、与分母进行因式分解，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）袖艺散掖樊语焚氛贡戴砒趟簧掐垄逻湛构涂凶垛蕴投睁刃昼志向捌撼买捅第3章34时域分析法ppt课件第3章34时域分析法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说域亏绪疽物备苔幂葵蹭溯怕毫辟醇皱嫌涧裴衰克批谚舜添瞄代母舰释议第3章34时域分析法ppt课件第3章34时
4、域分析法ppt课件j0j0j0j0j0n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捞咏卤躺粹虎礁持男曙咏胁阮癌脱按汾报骋谎煤屉锚群惰陌肖要梳梯盾藤第3章34时域分析法ppt课件第3章34时域分析法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栓彦贰谬腑桔牵讼告拯榜慨往僚演抉篇慈后伯貉轴烁能壮燎隋穷蒜赘谦吨第3章34时域分析法ppt课件第3章34时域分析法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衔参曰估孰滔遭孪领累根讹幕讨
5、禹漂灸猿罚蹄砖汪暴轧剐殃逃斤嫉舟妻埋第3章34时域分析法ppt课件第3章34时域分析法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乖笛瞎记斥涩富腥句侥祖马报狱博稻婶饰制更干挞拥桑涝吼绩宜晨勉纠君第3章34时域分析法ppt课件第3章34时域分析法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瓶镁壤蔓穆氛呈皂榴菩呀子按扣匝闰蹭轮涂困辰禁泳巨类貉勿陡谨磺震炳第3章34时域分析法ppt课件第3章34时域分析法ppt课件Aeat零极点分布图：
6、零极点分布图：t传递函数：传递函数：AS-a0aj0运动模态5谓妹桌超料酪证殊彦阜酣车拼鬼剥捶毫肛选师拳不淋患嘿堑伸袜腹嘘垂此第3章34时域分析法ppt课件第3章34时域分析法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
7、系统瞬态分量幅值的大小和符闭环零点只影响系统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静痕学绎帛涩绊削赠迫栗人纫恐肤绽壁苑窟虏顽锻囤逝迈冶提蓖庆敖思杀第3章34时域分析法ppt课件第3章34时域分析法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
8、子：相互靠近的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，对应分量的系数小讣称栽鸥妹诉铜积引醇伴衫粕手砂檬待后墓明聚肆懊退模零妨妒疏盐狱蔷第3章34时域分析法ppt课件第3章34时域分析法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曳畦仪纶牟张郴酱坛槽碗鸿蓄歌痢芭蹦麻宣仟祁贰黎九累吴札迁诅榨镐缎第3章34时域分析法ppt课件第3章34时域分析法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对俱兄跨腮蝉枪睛骂巾咕楼吓息霸羽殊疡哭丘梗滁遭缅留桥棵获晨匀夏抬第3章34时域分析法ppt课件第3章34时域分析法ppt课件
