授課研究生 Y學長:2022年廣工控制工程專業(yè)擬錄取,初試成績:390+,專業(yè)課:120+,初試排名:前五,跨專業(yè),專業(yè)課知識理解透徹,對往年真題、考試技巧掌握熟練,有輔導經(jīng)驗,條理清晰,表達能力佳。 一階系統(tǒng)的時域分析典型的輸入信號:單位脈沖函數(shù)、單位階躍函數(shù)、單位斜坡函數(shù)、加速度函數(shù)、正弦函數(shù)(記住之前它們的拉氏變換即可)。 在典型輸入信號作用下,任何一個控制系統(tǒng)的時間響應從時間順序上可以劃分為動態(tài)過程和穩(wěn)態(tài)過程。動態(tài)過程是指系統(tǒng)從初始狀態(tài)到接近最終的響應過程,又稱瞬態(tài)響應、過渡過程、暫態(tài)響應或動態(tài)響應,用系統(tǒng)的動態(tài)性能描述。 穩(wěn)態(tài)過程是指當時間趨近無無窮大時系統(tǒng)的輸出狀態(tài),又稱穩(wěn)態(tài)響應,穩(wěn)態(tài)響應表征系統(tǒng)輸出量最終復現(xiàn)輸入量的程度,用系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能來描述。必須指出,穩(wěn)定是系統(tǒng)能夠運行的首要條件,只有當系統(tǒng)穩(wěn)定后研究系統(tǒng)的動態(tài)性能才有意義。 1.動態(tài)性能指標 通常在階躍函數(shù)的作用下測定或計算系統(tǒng)的動態(tài)性能指 標。描述穩(wěn)定的系統(tǒng)在單位階躍函數(shù)作用下的動態(tài)過程隨時間 t 的變化狀況的指標,稱為動態(tài)性能指標。為了方便分析和比較,假定系統(tǒng)在單位階躍信號作用前處于靜止狀態(tài),可以理解為零初始條件下。 ![]() 如上圖所示,實際控制系統(tǒng)的單位階躍應在達到穩(wěn)態(tài)以前常常表現(xiàn)為衰減震蕩過程,其動態(tài)性能指標通常如下: (1)上升時間 tr:指響應從終值 10%上升到終值 90%所需的時間;對于有震蕩的系統(tǒng),也可以定義為響應從零第一次上升到終值所需的時間。上升時間是系統(tǒng)響應速度的一種度量。上升時間越短,響應速度越快。 (2)峰值時間 tp:指響應超過終值到達第一個峰值所需的時間。 (3)調(diào)節(jié)時間 ts:指響應到達并保持在終值上下 2%或 5%內(nèi)所需的最短時間。 (4)超調(diào)量σ%:指響應的最大偏移量與終值的差與終值比的百分數(shù)。 上述四個動態(tài)性能指標,基本可以體現(xiàn)系統(tǒng)動態(tài)過程的特征。通常,用上升時間或峰值時間評價系統(tǒng)的響應速度;用超調(diào)量評價系統(tǒng)的阻尼程度;而調(diào)節(jié)時間是同時反映響應速度和阻尼程度的綜合性指標。 2.穩(wěn)態(tài)性能 若當時間趨于無窮時,系統(tǒng)的輸出量不等于輸入量或者輸入量的確定函數(shù),則系統(tǒng)存在穩(wěn)態(tài)誤差,前提是該系統(tǒng)是穩(wěn)定的,穩(wěn)定了才會有穩(wěn)態(tài)誤差。穩(wěn)態(tài)誤差是系統(tǒng)控制精度或抗擾動能力的一種度量。 一階系統(tǒng)分析: 一階系統(tǒng)(s)標準形式: ![]() ![]() (T:時間常數(shù),TS+1 一個一階系統(tǒng),將其閉環(huán)傳遞函數(shù)化成尾“1”型,分母中 S 前的系數(shù)則為 T,分子可以不是“1”。) 一階系統(tǒng)公式: ![]()
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