第12章 控制系统的时域分析.ppt

第12章 控制系统的时域分析 .ppt主要内容
控制系统的动态性能指标分析
控制系统的动态性能指标
控制系统动态性能指标的MATLAB求取示例
控制系统的稳态性能指标分析
系统的稳态性能指标
控制系统稳态性能指标的MATLAB求取示例
主要内容(续)
MATLAB时域响应仿真的典型函数应用
MATLAB时域响应仿真的典型函数
MATLAB时域响应仿真的典型函数应用实例
MATLAB/ Simulink图形化时域分析
MATLAB LTI Viewer应用实例
Simulink应用实例
本章小结
系统的性能指标
性能指标,指在分析一个控制系统的时候,评价系统性能好坏的标准。
系统性能的描述,又可以分为动态性能和稳态性能。粗略地说,系统的全部响应过程中,系统的动态性能表现在过渡过程结束之前的响应中,系统的稳态性能表现在过渡过程结束之后的响应中。
系统性能的描述,如以准确的定量方式来描述称为系统的性能指标。
系统测试信号
系统测试信号的选取原则
对于一个实际的控制系统,测试信号的形式应接近或反映系统工作时最常见的输入信号形式,同时也应该注意选取对系统工作最不利的信号作为测试信号。
常用测试信号
对各种控制系统的性能进行测试和评价时,人们****惯选择下述5种信号作为系统的输入信号。
典型测试信号表
名称
时域表达式
复域表达式
单位阶跃函数
单位斜坡函数
单位加速度函数
单位脉冲函数
1
正弦函数
控制系统的动态性能指标分析
控制系统的动态性能指标分析
对于稳定系统,通常在系统阶跃响应曲线上来定义系统动态性能指标。
系统的单位阶跃响应不仅完整反映了系统的动态特性,而且反映了系统在单位阶跃信号输入下的稳定状态。同时,单位阶跃信号又是一个最简单、最容易实现的信号。
最大超调量(简称超调量)
瞬态过程中输出响应的最大值超过稳态值的百分数。
峰值时间
输出响应超过稳态值第一次达到峰值所需要的时间。
上升时间
输出响应第一次达到稳态值的时间。有时也定义为输出从稳态值的10%上升到90%的时间。
控制系统的动态性能指标
延迟时间
输出响应第一次达到稳态值所需的时间。
调节时间(过渡过程时间)
误差达到规定的允许值,且以后不再超出此值所需的时间。
振荡次数
在调节时间内,响应曲线振荡的次数。
控制系统的动态性能指标
通常在系统阶跃响应曲线上来定义系统动态性能指标。
在用MATLAB求取系统动态性能指标之前,首先给出单位阶跃响应函数step的用法。
给定系统,可使用下表所列函数调用方式得到系统阶跃响应。
注:相关函数的帮助文档导读
控制系统动态
性能指标MATLAB求取实例