贵州电子信息职业技术学院：《自动控制原理 Principles of Automatic Control》课程教学资源（PPT课件讲稿）第四章 自动控制系统的时域分析

第4章自动控制系统的时域分析 主要内容 自动控制系统的时域指标 一阶系统的阶跃响应 二阶系统的阶跃响应 高阶系统的阶跃响应 自动控制系统的代数稳定判据 稳态误差 小结

第4章 自动控制系统的时域分析 主要内容 ◼ 自动控制系统的时域指标 ◼ 一阶系统的阶跃响应 ◼ 二阶系统的阶跃响应 ◼ 高阶系统的阶跃响应 ◼ 自动控制系统的代数稳定判据 ◼ 稳态误差 ◼ 小结

第4章自动控制系统的时域分析 学习重点 令了解典型信号和自动控制系统时域指标的定义 ☆掌握一阶和二阶系统分析与暂态性能指标计算方法; 令建立系统参数与系统暂态响应之间的对应关系 了解系统参数对系统暂态性能指标的影响,能够定 性分析高阶系统的暂态响应过程; 令理解和掌握线性控制系统稳定的充要条件,会用劳 斯判据判断系统的稳定性; 冷理解稳态误差的概念,了解系统参数对系统误差的 影响,熟练掌握误差传递函数和稳态误差的计算方 法

学习重点 ❖ 了解典型信号和自动控制系统时域指标的定义； ❖ 掌握一阶和二阶系统分析与暂态性能指标计算方法； ❖ 建立系统参数与系统暂态响应之间的对应关系； ❖ 了解系统参数对系统暂态性能指标的影响，能够定 性分析高阶系统的暂态响应过程； ❖ 理解和掌握线性控制系统稳定的充要条件，会用劳 斯判据判断系统的稳定性； ❖ 理解稳态误差的概念，了解系统参数对系统误差的 影响，熟练掌握误差传递函数和稳态误差的计算方 法。 第4章 自动控制系统的时域分析

第4章自动控制系统的时域分析 1.分析方法 时域、频域 2.时域分析的目的 设法从微分方程判断出系统运动的主要特征 而不必准确地把微分方程解出来,从工程角度 分析系统运动规律

第4章 自动控制系统的时域分析 1. 分析方法 时域、频域 2. 时域分析的目的 设法从微分方程判断出系统运动的主要特征 而不必准确地把微分方程解出来，从工程角度 分析系统运动规律

41自动控制系统的时域指标 1.对控制性能的要求 (1)系统应是稳定的 (2)系统达到稳定时,应满足给定的稳态 误差的要求; (3)系统在暂态过程中应满足暂态品质的 要求

4.1 自动控制系统的时域指标 1.对控制性能的要求 (1)系统应是稳定的； (2)系统达到稳定时，应满足给定的稳态 误差的要求； (3)系统在暂态过程中应满足暂态品质的 要求

41自动控制系统的时域指标 2.自动控制系统的典型输入信号 (1)阶跃函数 0,t<0 A,t≥0 A=1时称为单位阶跃函数 x,(t)=1(),或x,()=(t) X (s=lll(t)]

4.1 自动控制系统的时域指标 2.自动控制系统的典型输入信号 （1）阶跃函数      = 0 0 0 ( ) A t t x t r ， ， A=1时称为单位阶跃函数， x (t) 1(t) x (t) u(t) r = ，或 r = s X s L t r 1 ( ) = [1( )] =

41自动控制系统的时域指标 (2)斜坡函数 0,t<0 x(t A=1时称为单位斜坡函数 At,t≥0 Ir(o)

4.1 自动控制系统的时域指标 （2）斜坡函数 A=1时称为单位斜坡函数      = 0 0 0 ( ) At t t x t r ， ， 2 1 ( ) X s r s =

41自动控制系统的时域指标 (3)抛物函数 0,t<0 At2,t≥0 当A=1/2时,称为单位抛物线函数 x,(s)

4.1 自动控制系统的时域指标 （3）抛物函数 当A=1/2时，称为单位抛物线函数      = 0 0 0 ( ) 2 At t t x t r ， ， 3 1 ( ) s X s r =

41自动控制系统的时域指标 (4)脉冲函数 ,0≤t≤E(E→>0) x()=1E 0,tE(6→0) 当A=1时,称为单位脉冲函数δ(t 6()k 6(1) X (S)

4.1 自动控制系统的时域指标 （4）脉冲函数 0 ( 0) ( ) 0 0 ( 0) r A t x t t t          → =      → ， ， ， ( ) 1 X s r = 当A=1时，称为单位脉冲函数（t）   −  (t)dt =1 ( ) 1( ) d t t dt  =

41自动控制系统的时域指标 (5)正弦函数 用正弦函数作输入信号,可以求得系 统对不同频率的正弦输入函数的稳态响 应,由此可以间接判断系统的性能

4.1 自动控制系统的时域指标 （5）正弦函数 用正弦函数作输入信号，可以求得系 统对不同频率的正弦输入函数的稳态响 应，由此可以间接判断系统的性能

41自动控制系统的时域指标 本章主要以单位阶跃函数作为系统的 输入量来分析系统的暂态响应。 在工程上,许多高阶系统常常具有近 似一、二阶系统的时间响应。因此,深入 研究一、二阶系统的性能指标,有着广泛 的实际意义

4.1 自动控制系统的时域指标 本章主要以单位阶跃函数作为系统的 输入量来分析系统的暂态响应。 在工程上，许多高阶系统常常具有近 似一、二阶系统的时间响应。因此，深入 研究一、二阶系统的性能指标，有着广泛 的实际意义