控制工程第三章

自动控制原理课程的任务与体系结构第三章时间响应分析3.1时间响应及其组成3.3一阶系统3.4二阶系统3.6系统误差分析与计算3.2典型输入信号3.5高阶系统3.7函数在时间响应中的作用线性系统的时域分析(时间响应分析)时域法的作用和特点时域法是最基本的分析方法,学习复域法、频域法的基础

(1)直接在时间域中对系统进行分析校正，直观，准确；

(2)可以提供系统时间响应的全部信息；

(3)基于求解系统输出的解析解，比较烦琐。稳纸：(基梢本垫要好求)系棉统六受抹脉诉冲后扰驳动俭后订能吸回膜到铅原烂来盛的探平巡寿衡炮位案置准:(稳登态删要累求君）狠稳公态叉输框出缘瑞与怜理现想纽奉输猜出惧间非的级误振差(稳催态套误境差)要毛小快:(动辅态贩要烛求)过河渡言过束程程要母平挨稳赌，评迅舰速延眉迟呀时站间td—阶剧跃就响当应旺第故一晶次所达贴到叔终苗值蜻的5毛0％所烘需误的敢时束间上蜂升誉时途间tr—阶催跃申响担应堪从烦终虏值词的1乱0％上皆升慎到终恳值付的9教0％所谷需窑的垄时坛间有然振蛇荡辉时碍，多可山定钻义聪为永从0到哈第宁一系次给达地到圣终皂值吼所望需保的用时婆间峰坟值战时上间tp—阶疤跃悲响眉应段越其过披终孕值孙达尸到鼠第肿一碑个疯峰右值件所缠需泡的载时航间调乖节返时近间ts—阶退跃嘉响丛应修到膀达过并递保乒持优在完终文值2％误汁差穿带血内钉所掘需街的西最劳短并时发间超善调堡量δ％—峰取值炭超墙出座终江值练的尚百诉分革比线权性回系漫统度时壶域曲性衡能继指友标超调量σ%=AB100%时间td延迟h孕(缺t沙)t时间tr上升峰值时间tpBAh(t)t动丽态批性摔能相指况标烫定傍义调节时间ts系可统清的住时克间进响搭应崖分挣析时殖间伸响誉应松及虚组贞成常跃系勒数素线扯性染微积分底方妇程唯的伪解覆的尚特往点例1（轨课鞭本衡）C锋o倚l白l纪e未g犯e扩o拾f务m莫e篇c石h犬a廊n神i掠c穿a绒l柔&向e支l慌e隔c祸t急r烧o坊n丘i状c长e屯n熊g赴i比n荐e讲e哨r绢i籍n躺g第喘三坏章河时鞋域虽分肃析含法3分.本1时饥间第响杂应河及开其暴组淡成微恼分妹方附程粒的虹解炮包兰括午两达部丙分性：由通遗解载（饼自毁由碍响榴应掩）般和浇特皱解斩（未强碧迫居响舟应）设帮系佩统葱的蜘微估分宇方瓜程愈为方公程琴的鸣解恩为油：通汗解自览由辰响宵应瞬榆态周响牺应特悦解强职迫毯响君应稳佣态耀响撞应设亦对凯应昨齐敬次齐微壶分地方比程行的问特地征纹根Si(误i焦=香1、2卫…昏…赢n农)各待不话相倚同赔，收则C惨o羊l皆l浊e安g贷e倾o祖f煎m崖e弟c炮h锈a门n愤i并c么a缩慧l徐&威e润l羊e沫c抽t笨r奥o外n战i晶c资e怀n耕g届i薯n脸e烈e毫r顾i孩n槽g第英三暮章沃时速域延分策析校法3稻.酷1时拘间际响朴应饲及罗其醋组丛成而y1(柄t罪)中袖包怕含冈两外部这分贤：由载系幸统想的犯初皂态旧引另起天的汗自范由梦响贷应粮，钩称刊为零告输养入阴响炉应由搭输爽入摊引扇起布的愧自钱由牵响静应期，用称均为零夜状管态散响露应C奔o婆l宁l汤e妈g贪e侍o屈f建m修e蹄c赠h旧a踏n店i潜c株a仗l炮&旺e枯l奖e隔c拔t均r焦o策n仙i习c浑e虚n强g登i丙n轻e柔e棍r韵i椒n箩g第善三额章澡时勿域疾分涌析嚷法3追.赏1时揉间幅响既应宝及平其童组艘成强落迫惰响社应零酱输肾入壮响斜应控床制带工形程抹研冈究谁的中往洒往竖就游是雀系帮统骂的研零尊状豪态呆响捕应若为，陕则弯随哄着快时弱间迈的雕增利加碍，菠自颜由订响那应走逐撑渐观衰摸减姑，物当哨时编，酱自烧由烈响发应漫趋剂于0，携此钉时教系都统靠稳调定捧，适故驰自回由陕响江应伟又茧称屡为破瞬扁态呀响桃应甘（宣暂愁态剪响忍应司）圾。C径o牵l愤l已e捷g快e椒o辽f顿m笔e义c向h尊a管n坐i稠c产a四l杜&槐e粪l炮e绸c泽t芽r调o予n扭i碌c焦e俗n茂g拔i须n弟e筐e帝r忽i迟n夫g第饶三婆章技时脾域贯分召析印法3磁.介1时羡间遍响贫应删及悟其殖组唤成若建，票则宪随露着冻时鹅间案的谱增武加依，象自亦由貌响挣应命逐揭渐挑增沿大浅，源当借时丸，申自朝由调响呢应毕也浙趋摆于雪无霉穷洒大冲，泰此员时卫系忧统遍是永不研稳蹲定强的宏，给自叠由披响弃应意不躲是诞瞬心态丸响祝应捐（抱暂泳态俱响绩应直）蔽。而醉稳仙态礼响乔应蜻一么般爪就径是华强习迫后响语应是俭大锻于0还薯是展小筹于0，访决粱定茅了符自窄由瓜响侧应约是堵衰亮减番还途是豪发讽散吃，很决挽定璃了除系接统映稳敏定影还馒是衫不课稳厚定畅；在而愁稳调定蛙时塘，涂的除绝疼对武值万是扔大嗓还即是捷小杯，浆决题定倡了煎自条由宋响眼应匆是浅快己速刊衰拥减畏还趟是券慢迟速蹲衰胸减刃，龙决晴定隔了专系超统序是效快胜速论还捏是谢瞒剧速周趋辈于念稳抵定篮响遇应C吵o白l舍l架e右g锤e谁o鹿f望m蛾e紫c缘瑞h虫a壶n惜i确c朗a蜘l敌&葛e坊l纷e茎c软t术r响o钥n拣i陷c铃e榜n阁g贺i相n望e镜e尼r兼i欺n管g第户三走章趋时若域喝分投析且法3趋.邀1时拾间席响炒应财及渡其度组殿成在羞很剩大玩程台度卧上润决柱定脊了刺自根由包响阳应所的临振牲荡袋情眉况在，丑决抬定屿了查系热统级的骂响倒应像在全规圾定寄时贵间蒙内阻接捐近讨稳欺态厌响音应末的柴情径况嗓，顽影盼响线着血响涌应失的召准轨确泼性井，惊也俊就虚是字说两系尼统衰的售自搭由良响奖应哥反出映歼了腾系链统败的甜“速稳屯、古准歪、撤快邻”愈的写性搂能担。若服线肿性寇定犹常涛微辞分桥方句程灶的岂输纲入遍函俗数童有绩导罪数恐项团，替即已方本程亦形气式疯为碎：若拒输到入豆仅沫为查，由对伟方竞程柔求雾导C惹o易l德l些e扔g好e余o锡f指m井e验c戚h触a畏n满i司c处a酱l据&钱e勾l释e嫂c猎t传r所o碍n尼i蝇c而e钞n碗g眨i睬n球e悉e军r良i选n恳g第浮三帅章规时京域盒分抛析题法3船.始1时忧间械响驰应裹及难其泽组蜂成以芬作驾为稠新拿的污输饶入柔函哑数芳，陆则锡作绘为指新燃的庙输锈出尼函夸数也漆就消是织说比此去时颂所赠产振生满的牲输袄出羽为驶的泊导书数故饶当由以叶的n阶问导晚数宴作抵为江输乱入花时核，至所脏产万生鸡的竿输荐出细就鲁为敬的n阶斯导稠数从肺系膊统摩的疾角掉度笼来针说迅，捎对往同怜一剧线激性位定第常栗系扎统奶，茶若透输宋入篮函纪数描等药于纤某售函钻数旬的派导晶函妙数溉，健则家该粥输酱入提函切数秧所文引扒起汽的矛响托应蜜函敞数息也铅就张等鸟于改该薪函盆数奶的沿响彩应沃函州数咽的瓣导羞函元数气，恶即司：典妇型胁输徐入恒信炭号在桂时陶间赢域亲进冲行萍分摘析棕时野，删为兄了庆比肠较用不舒同肿系鼠统及的短控耻制台性苍能剩，希需级要敢规仓定信一郊些忧具遇有写典责型喊意庙义炒的角输淋入衬信桂号汪建蚊立榜分余析券比晚较部的胁基煎础货。与这准些效信烫号怎称明为献控盘制拣系询统粉的宝典兔型话输昨入衡信献号眨。第为三启章范时覆域把分黄析钱法3吐.挥2典帜型习输接入铁信略号C购o柱l括l疗e测g广e辣o滴f剃m正e闲c屑h鲜a贤n浪i窑c窄a言l持&范e疑l侄e励c悄t判r茶o脸n色i帜c熄e街n少g扁i落n壶e孝e最r灶i锤n伏g通坊常呢规融定侍控格制爆系亡统怀的蛛初睬始袜状泉态泰为零状传态朝。即旺在涝外夜作为用知加神于贪系伸统秋之幸前亡，糊被努控筑量锋及战其要各忆阶剖导弹数溪相版对摔于饮平完衡旱工柴作较点诉的久增前量借为擦零线，约系共统夸处俘于碌相秩对减平食衡席状幸态门。典借型熄初嘴始易状副态典章型拍输换入部信稼号§电3摄.株1末.拳2时衡域时法休常枣用口的态典季型源输论入均信鼠号一壁阶漫系狼统一芽阶妙系发统Ф翠(的s教)标薯准浑形渣式列及h挡(敞s揉)一暂阶袖系渠统搭动收态角性但能浩指苹标一务阶慢系恩统少单组位嚷阶妄跃怕响万应米的师特挤点响短应聪分镜为筹两疤部任分

瞬态响应：表傲示谎系偿统蒸输乒出拳量曲从忌初说态羡到匆终山态谦的玻变上化缺过塘程（即动惹态/过界渡丛过猛程终）

稳态响应：1表示时，系统的输出状态

，随时间的推移，指数增大，

且无振荡。，无稳态误差；C重o市l盾l喘e洗g变e培o置f敲m乔e慰c脱h界a惯n鲜i薪c颠a衡l驴&酒e订l值e给c宪t石r阻o捷n宫i厦c茧e岔n魔g高i债n懒e蹦e克r胸i苦n债g第胃三裁章免时著域礼分胡析妥法3马.汽3一命阶眨系户统，即经过时间T，系统响应达到其稳态输出值的63.2%，从而可以通过实验测量惯性环节的时间常数T；

时间常数T反映了系统响应的快慢。通常工程中当响应曲线达到并保持在稳态值95%~98%时，认为系统响应过程基本结束。从而惯性环节的过渡过程时间为。C钞o贵l垫l费e殖g瞎e询o旅f津m供e停c布h闹a爽n个i浓c茅a园l成&故e倒l姿e期c疮t爱r缓o朝n进i叨c悟e滥n销g将i烈n殃e穿e富r烈i盖n齐g

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瞬态响应：

稳态响应：0C语o豪l斯l头e线g鼠e世o句f晨m猪e圾c催h哪a壤n腔i尸c删a矛l滥&啦e谎l部e渠c扇t昼r槽o尽n李i扮c膏e滚n塔g现i栗n越e扒e耍r四i弹n驼g第辩三叙章粱时茫域感分跪析味法3堆.暗3一冬阶饭系识统例1系竭统些如港图注所改示壤，宜现崭采诸用帅负旨反麦馈厦方珍式山，拾欲赔将坑系搭统姨调蔽节登时泼间约减递小卸到扭原钩来的0浙.士1倍欺，裕且从保门证餐原田放丈大衬倍握数冬不改变径，覆试蜘确旧定缴参曾数Ko和KH的溉取湖值仙。例像：件一续阶靠系齐统街结遗构盆图碗如散图3货-脆4恳5所擦示恢。宋要猛求升系择统抖闭项环司增蹲益，乱调铜节炒时语间s，针试锹确家定兄参碎数解品由键结腰构到图们写猛出真闭侦环北系眨统袍传粮递旬函类数令豆闭轻环城增岩益，提得骂：令逐调台节规时煎间，劣得叹：。的受值终。§扛3吓.舟2蜂.连3一狡阶伪系傲统扫的蹄典慨型堂响坡应r恶(愤t晨)R威(姓s伏)脖C宜(堡s导)牛=F汇(s鹊)翻R煌(驻s婶)事c浪(棵t悉)一垮阶坚系击统敏典固型危响绿应d婚(t瓶)范11秩(稿t富)t一衔阶产系冻统改的半典罪型宏响粉应例2已石知蝇单受位胃反录馈粮系姓统诵的河单解位梁阶锅跃臂响池应试异求闭场环资传饿函F愚(s)集,单益位茧脉伯冲裤响砍应w植(稻t捆)镰,开雀环棋传券函G捕(凳s泳)。解班．二众阶侧系呈统传位递哪函影数淹标地准捏形亦式序及缴分烈类√ξ2-1S1,2=-ξωn±ωnS1,2=-ξωn-ωn=S1,2=±jωn0＜ξ＜1ξ＝1ξ＝0ξ＞1j0j0j0j0二字阶便系熄统组单片位秋阶咏跃葛响懒应-±j√1-ξ2

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瞬态分量为振幅等于的阻尼

正弦振荡，其振幅衰减的快慢由和n决定。有阻尼固有频率；振缝荡页频坑率薄随减怜小吹而腿加鲁大,增候加可拒以序降仁低窃振求荡笋，临但叼系币统吹快纲速势性照降将低扛。一玩定书时，垄n越异大宋，鹊瞬壶态锁响匙应盲分磨量悔衰绩减服越迅间速清，系叉统凯响葵应形快志速锐性恋越桥好。

，无稳态误差；

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求K=200时，系统单位阶跃响应的动态性能指标。若K增大到1500或减小到13.5，试分析动态性能指标的变化情况。

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