《时域瞬态响应分析.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《时域瞬态响应分析.pptx（59页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、 时域响应及典型输入信号时域响应及典型输入信号时域响应包括：（以阶跃输入为例）稳态响应瞬态响应t第1页/共59页常见的典型输入信号：常见的典型输入信号：1.阶跃信号2.0t第2页/共59页2斜坡函数 10t第3页/共59页3 加速度函数 0t第4页/共59页4脉冲函数 因此脉冲高度趋于无穷大，持续时间趋于无穷小，脉冲面积为 。当 时，称为单位脉冲函数，又称 函数。00第5页/共59页函数的重要性质：函数的重要性质：必须明确含 的拉氏变换的积分下限积分下限必须是第6页/共59页5正弦函数正弦函数0t第7页/共59页究竟采用哪种典型信号？究竟采用哪种典型信号？取决于系统在正常工作情况下最常见的输入
2、信号 形式。斜坡信号 随时间逐渐变化的输入阶跃信号 突然的扰动量、突变的输入脉冲信号 冲击输入正弦信号 随时间往复变化的输入 瞬态性能指标是以阶跃信号为典型输入信号定义的。第8页/共59页 一阶系统的瞬态响应一阶系统的瞬态响应-?第9页/共59页一、一阶系统的单位阶跃响应一、一阶系统的单位阶跃响应第10页/共59页结论：1 一阶系统总是稳定的；2 可用实验方法测 T；3 经过34T，响应已达 稳态值的95%98%4 T 2T 3T 4T 5T98.2%95%99.3%86.5%B0t163.2%A0.632一阶系统的单位阶跃响应曲一阶系统的单位阶跃响应曲线线第11页/共59页二、一阶系统的单位
3、斜坡响应二、一阶系统的单位斜坡响应第12页/共59页t0一阶系统的单位斜坡响应曲线第13页/共59页三、一阶系统的单位脉冲响应三、一阶系统的单位脉冲响应98.2%95%99.3%86.5%B0tT 2T 3T 4T 5T63.2%A第14页/共59页第15页/共59页二阶系统的瞬态响应二阶系统的瞬态响应-第16页/共59页二阶系统特征方程：s0000特征方程的根：第17页/共59页0s一、二阶系统的单位阶跃响应一、二阶系统的单位阶跃响应欠阻尼第18页/共59页衰减振荡第19页/共59页0一、二阶系统的单位阶跃响应一、二阶系统的单位阶跃响应无阻尼等幅振荡第20页/共59页0一、二阶系统的单位阶跃
4、响应一、二阶系统的单位阶跃响应临界阻尼不振荡第21页/共59页0一、二阶系统的单位阶跃响应一、二阶系统的单位阶跃响应过阻尼不振荡动态过程更长第22页/共59页一、二阶系统的单位阶跃响应一、二阶系统的单位阶跃响应s0负阻尼不相等正实根单调发散第23页/共59页共轭复根0负阻尼发散振荡第24页/共59页 补充习题：补充习题：10ts0000001234561、根据特征根在S平面的分布，画出单位阶跃响应，并标出对应的序列号；2、指出各响应属于哪种形式：（单调上升 衰减振荡 等幅振荡 发散振荡 单调发散）第25页/共59页二、二阶系统的性能指标二、二阶系统的性能指标二阶系统 动态性能？第26页/共59
5、页1、二阶系统瞬态响应指标、二阶系统瞬态响应指标响应曲线从0上升到稳态值的100%所用时间响应曲线达到第一个峰值所用时间在响应曲线的稳态值上，用稳态值的绝对百分数做一个允许误差范围，响应曲线达到并且永远保持在这一允许误差范围内所用的最小时间10t这些点已被确定0.05或0.02第27页/共59页1、二阶系统瞬态响应指标、二阶系统瞬态响应指标0s第28页/共59页第29页/共59页第30页/共59页第31页/共59页第32页/共59页标准二阶系统瞬态响应指标标准二阶系统瞬态响应指标第33页/共59页第34页/共59页MfK8.9N求M、k、f 的数值0.0029第35页/共59页三、二阶系统的单
6、位脉冲响应三、二阶系统的单位脉冲响应第36页/共59页衰减振荡第37页/共59页三、二阶系统的单位脉冲响应三、二阶系统的单位脉冲响应第38页/共59页第39页/共59页三、二阶系统的单位脉冲响应三、二阶系统的单位脉冲响应第40页/共59页第41页/共59页四、二阶系统的单位斜坡响应四、二阶系统的单位斜坡响应第42页/共59页第43页/共59页第44页/共59页第45页/共59页3-4 高阶系统的瞬态响应高阶系统的瞬态响应 对于一般二阶以上的单输入单输出线性定常系统，其传递函数可以表示为：第46页/共59页 可见，高阶系统的瞬态响应是由一些一阶惯性环节和二阶振荡环节的响应函数迭加组成的。当所有极
7、点均具有负实部时，除了，其它各项随着t而衰减为零，即系统是稳定的。见教材 高阶系统通过合理的简化，可以用低阶系统近似。第47页/共59页1、系统极点的负实部愈是远离虚轴，则该极点对应的项在瞬态响应中衰减得愈快。反之，距虚轴最近的闭环极点对应着瞬态响应中衰减最慢的项，该极点对（或极点）对瞬态响应起主导作用，称之为主导极点。工程上当极点A距虚轴的距离大于5倍的极点B距虚轴的距离时，分析时可忽略极点A。第48页/共59页2、闭环传递函数中，如果零、极点数值上相近，则可将该零点和极点一起消去，称之为偶极子相消。第49页/共59页 对分母分解因式，工程上常用的方法，一是试探法，二是劈因法。第50页/共59页 当考虑主导极点削去(s+60)时，只去掉s，保证静态增益不变。第51页/共59页例题及习题例题及习题第52页/共59页-第53页/共59页-第54页/共59页 比较比较 对二阶系统单位阶跃响应的对二阶系统单位阶跃响应的影响影响0s衰减振荡第55页/共59页第56页/共59页第57页/共59页作业：1、5、25 6、11、12、24第58页/共59页感谢您的观看。第59页/共59页