會計(jì)學(xué)1C高階響應(yīng)概述3.超調(diào)量

Mp

4.調(diào)整時(shí)間

ts

第1頁/共17頁結(jié)論：1.二階系統(tǒng)的響應(yīng)性能由和n共同決定，必須綜合考慮

和n。系統(tǒng)的超調(diào)量僅與

有關(guān)，適當(dāng)增加

可提高系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性，但會降低系統(tǒng)的快速性。綜合考慮，一般應(yīng)使=0.4~0.8，其中，=0.707（最佳阻尼比）時(shí)，系統(tǒng)的超調(diào)量和調(diào)整時(shí)間均較小。3.提高系統(tǒng)的無阻尼振蕩頻率

n可提高系統(tǒng)的快速性。第2頁/共17頁例1：單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為

求：1.系統(tǒng)的特征參數(shù)2.系統(tǒng)的最大超調(diào)量和調(diào)整時(shí)間（2%）解：1.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)F(s)EY(s)F(s)Y(s)2.系統(tǒng)的特征參數(shù) 3.最大超調(diào)量和調(diào)整時(shí)間（2%）第3頁/共17頁3.3高階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)高階微分方程的求解存在困難。對高階系統(tǒng)的分析：分析系統(tǒng)性能與結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系。一、系統(tǒng)閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)的一般形式為系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)為pi的值有三種情況：

pi

>0pi=0pi<0第4頁/共17頁1：系統(tǒng)有右極點(diǎn)

pi

>0pi=0pi<0，對任意i由于c(t)發(fā)散，系統(tǒng)不穩(wěn)定，系統(tǒng)不能工作

2：系統(tǒng)有零極點(diǎn)

由于c(t)總是等于某一值或出現(xiàn)等幅振蕩，系統(tǒng)處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)，系統(tǒng)也不能工作

3：系統(tǒng)無右極點(diǎn)

c(t)收斂，系統(tǒng)穩(wěn)定。是系統(tǒng)正常工作的必要條件

第5頁/共17頁pi<0，對任意i系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)：

1.若pi

離虛軸較近，由于衰減較慢，則其對系統(tǒng)的影響較大。2.若pi

離虛軸較遠(yuǎn)，則衰減較快，其對系統(tǒng)的影響較小。系統(tǒng)的主導(dǎo)極點(diǎn)：距離虛軸較近，且周圍無零點(diǎn)的極點(diǎn)。Rej第6頁/共17頁二、系統(tǒng)響應(yīng)的CAD方法當(dāng)系統(tǒng)階數(shù)較高時(shí)，求其解析解常常很難，而利用CAD軟件MATLAB語言求解高階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)則十分方便。第7頁/共17頁=2=0第8頁/共17頁當(dāng)給定系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)為不求解高階微分方程，如何直接判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應(yīng)性能？古典控制理論的方法：頻率特性法根軌跡法第9頁/共17頁第四章控制系統(tǒng)的頻率特性及根軌跡頻率法的優(yōu)點(diǎn)：①這種在頻率域內(nèi)分析系統(tǒng)的方法不需求解系統(tǒng)特征方程的根便可判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定及其穩(wěn)定裕度等一系列特性，這就大大簡化了運(yùn)算，能準(zhǔn)確而有效地回答控制系統(tǒng)的穩(wěn)、準(zhǔn)、快問題；②可以用頻率特性分析儀等測試手段來精確測量控制系統(tǒng)的頻率特性作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)與綜合的依據(jù)。因而允許省略對系統(tǒng)的建模與計(jì)算工作，這對一些復(fù)雜系統(tǒng)或難于列寫微分方程的系統(tǒng)有很大現(xiàn)實(shí)意義；③頻率法便于對系統(tǒng)分析、綜合與校正，以有效地改善控制系統(tǒng)品質(zhì)，達(dá)到預(yù)期的效果，并且可以擴(kuò)展應(yīng)用到某些非線性系統(tǒng)分析中去。

第10頁/共17頁本章內(nèi)容系統(tǒng)頻率特性的表示方法系統(tǒng)頻率特性的求法典型環(huán)節(jié)頻率特性的重要特征頻率特性及根軌跡的概念第11頁/共17頁4.1頻率特性的基本概念若給線性控制系統(tǒng)輸入某一頻率的正弦波，系統(tǒng)穩(wěn)定后：系統(tǒng)輸出亦為同一頻率的正弦波；但輸出量的振幅和相位一般都與輸入量不同。

頻率響應(yīng)：控制系統(tǒng)或元件對正弦輸入信號的穩(wěn)態(tài)正弦輸出響應(yīng)。正弦信號輸入時(shí)，系統(tǒng)輸出與輸入的幅值比和相位差隨輸入頻率的變化規(guī)律頻率特性：第12頁/共17頁設(shè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)G(s)為當(dāng)輸入為一正弦波，即則有系統(tǒng)的輸出為第13頁/共17頁第14頁/共17頁實(shí)頻特性；穩(wěn)態(tài)輸出量與輸入量的幅值比，稱為幅頻特性：虛頻特性：穩(wěn)態(tài)輸出量與輸