机械工程控制基础系统的时间响应与快速性分析.pptx

机械工程控制基础系统的时间响应与快速性分析.pptx

  1. 1、本文档共62页,可阅读全部内容。
  2. 2、原创力文档(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
此课件除了PPT内容,课件下方附带的备注里讲解内容更细致:备注里有很多案例可以帮助理解;备注里有很多重点、难点内容的详细讲解;备注里有很多易错、易误导内容的讲解。机电工程控制基础河北工程大学机械与装备工程学院周雁冰第三章 系统的时间响应与快速性分析3.1 系统的时域性能指标3.2 时间响应和典型输入信号3.3 一阶系统的时间响应3.4 二阶系统的时间响应3.5 高阶系统的时间响应3.1 系统的时域性能指标一、时间响应及其组成1、时间响应 定义:在输入作用下,系统的输出(响应)在时域的表现形式,在数学上,就是系统的动力学方程在一定初始条件下的解。时间响应能完全反映系统本身的固有特性与系统在输入作用下的动态历程。 2、时域分析的目的 在时间域,研究在一定的输入信号作用下,系统输出随时间变化的情况,以分析和研究系统的控制性能。优点:直观、简便 二、时域性能指标1、系统的性能: 系统的响应过程分为动态过程和稳态过程 ,系统的性能就针对上述二过程,为系统的动态性能指标和稳态性能指标。 实际物理系统都存在惯性,输出量的改变与系统所存储的能量有关,系统所储有能量的改变需要有一个过程。 2、动态性能指标: 延迟时间、上升时间、峰值时间、调节时间、超调量、振荡次数。3、稳态性能指标 一个稳定系统在输入量或扰动的作用下,经历过渡过程(时间趋于无穷)进入静态后,静态下输出量的要求值和实际值之间的误差,称为稳态误差,记为: ,可量度系统的控制精度或抗干扰能力。A100%B上 升超调量σ% =时间tr三、动态性能指标 研究线性系统在零初始条件和单位阶跃信号输入下的响应过程曲线(以二阶系统为例)。一般认为,阶跃输入对系统而言是比较严峻的,若系统输出在此状态下都能令动态性能满足要求,那在其他输入时,系统的动态性能将更为理想。延迟时间td :响应曲线首次达到静态值的一半所需的时间;上升时间tr:有振荡时,响应曲线首次从静态值的0%过渡到100%所需的时间;无振荡时,静态值的10%过渡到90%所需的时间;峰值时间tp:响应曲线第一次达到峰值点的时间;A峰值时间tpB调节时间tsA100%B超调量σ% =动态过程、过渡过程、调节过程稳态过程调节时间ts:响应曲线最后进入偏离静态值的误差为?5%(或? 2%)的范围并且不再越出这个范围的时间;超调量?%:响应曲线第一次越过静态值达到峰值点时,越过部分的幅度与静态值幅度之比;振荡次数N:在过渡过程时间0≤t≤ts内,xo(t)穿越其稳态值xo(∞)的次数的一半定义为振荡次数。书上此处给出了前五点,第六点也记住。AB调节时间ts调节时间 ts上升时间trσ%= 100%ABABtrtptsy(t)系统动态特性可归结为: 1、系统快速性能指标:延迟时间、上升时间、峰值时间、调节时间; 2、系统平稳性能指标:超调量、振荡次数。 由于这些性能指标常常彼此矛盾,因此必须加以折衷处理。以二阶系统为例,在单位阶跃响应和时间的关系图。3.2时间响应和典型输入信号系统的动态过程(瞬态响应)描述系统的动态性能系统的响应过程(时间响应)系统的稳态过程(稳态响应、静态过程)描述系统的稳态性能(静态性能)稳? 不稳? 一般,系统可能受到的外加作用有控制输入和扰动,扰动通常是随机的,即使控制输入,有时其函数形式也不可能事先获得。 在时间域进行分析时,为了比较不同系统的控制性能,需要规定一些具有典型意义的输入信号建立分析比较的基础,通常规定控制系统的初始状态为零状态(实际工程中零初始状态普遍存在)。这些信号称为控制系统的典型输入信号。XO2(s)=G(s) =Xi2(s) 尽管在时间系统中,输入信号很少是典型信号,但由于系统对典型输入信号的时间响应和系统对任意输入信号的时间响应之间存在一定的关系,所以只有知道系统对典型输入信号的响应,再利用下式,即可求得系统对任意输入的响应。对同一系统,无论采用哪种输入信号,系统本身的性能(如传递函数G(s))不会改变。 若已知典型输入信号Xi1(s),其响应XO1(s)未知(但可测得或算得);任意输入Xi2(s)未知,其响应XO2(s)未知,但已知XO2(s)与XO1(s)的数学关系,为求得XO2(s),必须先求得XO1(s),即需要先了解各典型输入Xi1(s)引起的响应XO1(s) 。XO1(s)Xi1(s) 系统的输入信号可分为确定性信号和非确定性信号。确定性信号是能用明确的数学关系式表达的信号;非确定性信号又称随机信号,是无法用明确的数学关系式表达的信号。 输入信号常用两类:其一是系统正常工作时的输入信号,然而使用这些信号未必能全面了解系统的动态性能;其二是外加测试信号,经常采用的有脉冲函数、阶跃函数等。 对典型输入信号的要求:

文档评论(0)

189****5087 + 关注
官方认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

版权声明书
用户编号:7102116031000022
认证主体仪征市思诚信息技术服务部
IP属地江苏
统一社会信用代码/组织机构代码
92321081MA278RWX8D

1亿VIP精品文档

相关文档