西北工业大学自动化学院：《自动控制原理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第10讲 二阶系统的时间响应及动态性能、高阶系统的阶跃响应及动态性能

归首士学 旬动控制原理 (第10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 10 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

②西业大兽 课程回顾 S3330≤ξ<1(欠阻尼,零阻尼)时系统动态性能指标的计算 Φ(s)-20.4020≤<1 (1)0≤ξ<1时系统极点的两种表示方法 (2)单位阶跃响应h(t)表达示 MIX h(t =1e5@nt sin (1-52@nt+B) (3)动态指标计算公式 =-5 %=e ξTM1 最佳阻尼比”概念 (5)动态性能随系统极点分布变化的规律

课程回顾 §3.3.3 0  x  1（欠阻尼，零阻尼）时系统 动态性能指标的计算 （5）动态性能随系统极点分布变化的规律 （2）单位阶跃响应h(t) 表达示 （1） 0  x  1时系统极点的两种表示方法 （3）动态指标计算公式 （4）“最佳阻尼比”概念

归首士学 NORTHWESTERN POLYTFCHNICAL UNTVERSITY (第10讲) §3.3二阶系统的时间响应及动态性能 §3.3.4改善二阶系统动态性能的措施 §3.4高阶系统的阶跃响应及动态性能

自动控制原理 （第 10 讲） §3.3 二阶系统的时间响应及动态性能 §3.3.4 改善二阶系统动态性能的措施 §3.4 高阶系统的阶跃响应及动态性能

归首士学 NORTHWESTERN POLYTFCHNICAL UNTVERSITY §3.3.4改兽二阶糸统动态性能的措施 (1)改暮三阶糸统动态性能的措施 R( K R(S) K C(s s(s+1) s(s+1) 测速反馈控制 比例+微分控制 增加阻尼 提前控制 (2)附加开环零点的影响 改变:特征方程系数→特征根→模态→阶跃响应→性能 (3)附加闭环零点的影响 改变:部分分式系数→模态的加权值→阶跃响应→性能

§3.3.4 改善二阶系统动态性能的措施 [继续] （1）改善二阶系统动态性能的措施 （2）附加开环零点的影响 增加阻尼 （3）附加闭环零点的影响 测速反馈控制 改变：特征方程系数→特征根→模态→阶跃响应→性能 改变：部分分式系数→模态的加权值→阶跃响应→性能 比例+微分控制 提前控制

②西业大兽 34高阶糸统的阶跃响应及动态性能 §3.4.1高阶糸统单位阶跃响应 (s)=M(s)_ms tOm=it. 5+b Kl (S-Z n≥n D(S) aS"+ams"+.+a5+ao I(s-n) JE c()、M(0) +∑ M(S) +∑ A e i sin(@dt+ pi D(0)x=4sD(s),=a §342闭环主导极点 §34.3估算高阶糸统动态指标的零点极点法

§3.4 高阶系统的阶跃响应及动态性能 n m s K s z a s a s a s a b s b s b s b D s M s s n j j m i i n n n n m m m m                        1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 ( ) ( ) ( ) ( ) ( )                    i di i i i i i j di i t i t s e A e t sD s M s D M c t         sin   ( ) ( ) (0) (0) ( ) §3.4.1 高阶系统单位阶跃响应 §3.4.2 闭环主导极点 §3.4.3 估算高阶系统动态指标的零点极点法

归首士学 NORTHWESTERN POLYTFCHNICAL UNTVERSIT 旬动控制原理 本次駕程作业(0 预备实验 联系并准裔」实验二:典型环节模拟 实验三:二阶系统特征参数对性能的影响 联系地点:实验大楼12楼 联系人:杨建华(实验中心主任)

自动控制原理 联系并准备 实验二：典型环节模拟 实验三：二阶系统特征参数对性能的影响 联系地点： 实验大楼 12 楼 联 系 人： 杨建华 (实验中心主任) 本次课程作业(10) 预备实验

归首士学 NORTHWESTERN POLYTFCHNICAL UNTVERSIT 旬动控制原理 本次駕程作业(0 3-11。12 3—14(选儆) 联系并准裔」实验二:典型环节模拟 实验三:二阶系统特征参数对性能的影响 联系地点:实验大楼12楼 联系人:杨建华(实验中心主任)

自动控制原理 联系并准备 实验二：典型环节模拟 实验三：二阶系统特征参数对性能的影响 联系地点： 实验大楼 12 楼 联 系 人： 杨建华 (实验中心主任) 本次课程作业(10) 3 — 11, 12 3 — 14（选做）

归首士学 NORTHWESTERN POLYTFCHNICAL UNTVERSITY §3.5 线性糸统的稳定性分析 §3.5.1稳定性的概念limk()=0 §3.52稳定的充要条件 系统闭环特征方程的所有根都具有负的实部 或所有闭环特征根均位于左半s平面 §3.53稳定判据 D(s)=an5”+an-1S"+…+a1S+a0=0 (1)判定稳定的必要条件a>0 (2)劳斯判据 (3)劳斯判据特殊情况的处理 (4)劳斯判据的应用

§3.5 线性系统的稳定性分析 §3.5.1 稳定性的概念 §3.5.2 稳定的充要条件 §3.5.3 稳定判据 lim ( )  0  k t t （1）判定稳定的必要条件 ( ) 1 0 0 1   1      D s a s a  s a s a n n n n  ai  0 （2）劳斯判据 （3）劳斯判据特殊情况的处理 （4）劳斯判据的应用 系统闭环特征方程的所有根都具有负的实部 或所有闭环特征根均位于左半s平面