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二阶系统的时域分析

时间:2014-11-11 13:22来源:未知 编辑:admin
1 二阶系统的数学模型 (1)、位置控制系统原理图 设位置控制系统如下图所示,其任务是控制有黏性摩擦和转动惯量的负载,使负载位置与输入手 柄位置协调 (2)、 位置控制系统结构图 (3)、系统微分方程 (4)、二阶系统标准形式 2、二阶系统的单位阶跃响应 3、欠阻
   1 二阶系统的数学模型
    (1)、位置控制系统原理图
    设位置控制系统如下图所示,其任务是控制有黏性摩擦和转动惯量的负载,使负载位置与输入手
柄位置协调

    (2)、 位置控制系统结构图 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

    (3)、系统微分方程 本文来自www.eadianqi.com

    (4)、二阶系统标准形式 本文来自www.eadianqi.com

    2、二阶系统的单位阶跃响应

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    3、欠阻尼二阶系统的动态过程分析 自动控制网www.eadianqi.com版权所有
    (1)、特征参量

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    (2)、动态性能指标

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    下面举例说明:
    例:设系统结构图如下图所示,若要求系统具有性能指标tp=ls,σp=σ%=20%,试确定系统参数K和τ,并计算单位阶跃响应的特征量td,tr和ts 。
    解:由图知,系统闭环传递函数为

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    4、过阻尼二阶系统的动态过程分析
    过阻尼系统响应缓慢,有些应用场合需要过阻尼响应特性:
    如(1)大惯性的温度控制系统、压力控制系统等。
    (2)指示仪表、记录仪表系统,既要无超调、时间响应尽可能快。
    有些高阶系统可用过阻尼二阶系统近似。
   
    求动态性能指标,要解一个超越方程,只能用数值方法求解。利用曲线逆合法给出近似公式。
    (1)延迟时间td计算

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    (2)上升时间tr计算 本文来自www.eadianqi.com

    (3)调节时间ts计算 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

    5 二阶系统的单位斜坡响应
    输入信号为单位斜坡函数时,系统输出为:

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    (1)欠阻尼单位斜坡响应

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    误差响应为:

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    稳态误差为 本文来自www.eadianqi.com

    调节时间为: 本文来自www.eadianqi.com

    误差响应的峰值为: 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

    (2)临界阻尼单位斜坡响应

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    (3)过阻尼单位斜坡响应

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    6 二阶系统性能的改善
    改善二阶系统性能的两种方法:比例-微分控制测速反馈控制
    (1)比例-微分控制
    A、控制系统

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