1、第三章 时域分析法 (本章五次课 )第一节 控制系统的典型输入信号和性能指标第二节 稳定性分析 （练习一）第三节 稳态性能分析 （练习二）第四节 动态性能分析 （练习三）单元内容总结第一节 控制系统的典型输入信号和系统性能指标一、 系统性能分析的思路人为破坏系统的平衡状态（施加扰动），考查系统是否具有重新恢复平衡状态的能力及水平。二、 典型输入信号阶跃函数、斜坡函数、抛物线函数、脉冲函数、正弦函数。三、 系统的时域性能指标 动态性能指标上升时间 tr ； 峰值时间 tp ； 调节时间 ts ； 超调量 稳态性能指标： 稳态误差 ess控制系统模型r(t) c(t)r(t)c(t)t物体运动过程
2、的性能分析过程控制系统的性能分析F(t)y(t)t分析思路t tt t典型输入信号tpc(t)tr(t)tstr tpc(t)r(t)获得性能指标的途径 给定输入下的单位阶跃响应曲线第二节 稳定性分析一、 稳定性的概念二、 稳定的条件三、 代数稳定判据 四、 代数稳定判据的推广 课后练习一一、稳定性的概念 大范围稳定 局部稳定 线性系统若稳定，则为大范围稳定系统系统产生运动的原因：扰动（外力）；初始状态（偏离平衡点）大范围稳定特征1）稳定性与初始条件无关；2）与输入信号无关。F(t)大范围稳定局部稳定定义：给定值变化测量值具有跟踪给定值的能力；干扰作用破坏系统的平衡，但具有抗拒干扰重新回到平衡
3、状态的能力。二、稳定的条件稳定性是系统去掉外力作用后自身的一种恢复能力。基于系统的数学模型，求解研究运动特性，并由此引出系统稳定的充要条件。线性定常系统稳定的充要条件：系统特征方程的所有根为负实数或具有负实部的共轭复数，即所有特征根位于复平面的左半面。 充要条件使用存在的问题 高阶系统特征根的求取解决的方法 代数稳定判据三、代数稳定判据稳定的必要条件：特征方程所有项系数同号且不为 0。稳定的充分条件： Routh表中第一列元素均大于零。S5 a5 a3 a1S4 a4 a2 a0S3 0S2S1S0应用举例结论：第一列出现负数，系统不稳定。结论：出现全为 0的行，系统不稳定。结论：第一列出现 0，系统不稳定。结论：第一列全为正，系统稳定。注意解题技巧返回推广S6 1 8 20 16S5 2(1) 12 (6) 16(8)S4 2(1) 12 (6) 16(8) S3 0(1) 0(3) S2 3 8S1 1/3S0 8应用举例
