自动控制系统的时域分析
时间:2015-01-05 10:32 来源:自动控制网
| 一、 控制系统的控制质量指标 一个控制性能良好的系统，在干扰作用变化后，应该快速、平稳、准确地回到给定值上。在比较不同的控制方案时，需要用控制性能指标来衡量。自动系统基本指标有四种。 1.衰减率（  ）衰减率是衡量自控系统稳定程度的 一个动态指标。是指每经过一个周期后，被调量波动幅值衰减的百分数。   2.余差（C） 又称静态偏差，是指系统过度过程结束时，给定值余被调参数稳态值之差。 3.最大偏差（A） 对于定值系统，最大偏差是指被调参数的第一个波的峰值与给定值之差。 4.过渡过程时间（  ）是指系统从受到扰动作用时开始，一直到被调参数进入新的稳定值的范围内所需要的时间。它是衡量系统控制快慢的性能指标。  二、自动控制系统的稳定性 一个良好的自动控制系统，它的控制过程是一个衰减振荡的过程，并且这个过程要平稳和迅速。如果系统有较大的惯性和过灵敏性，就有可能式系统的控制过程出现等幅震荡或发散震荡及单调发散运动的过程，这种过程，使系统失去了对被调量的控制，所以一个稳定性合适的系统才起控制作用。 1.稳定性的概念 当自控系统出去平衡状态时，由于受到内部或外部的扰动，被调量偏离原有的平衡值，当扰动过后，经过足够的时间，系统仍能够回到原有的平衡工作状态即被调量回到原有平衡值上，则系统是稳定的，否则不稳定。 2.自动控制系统的稳定性与特征方程的关系 对于一个稳定的系统，在扰动后，满足：  对于常系数线性微分方程：  特征方程一般形式：  3.劳斯判据 （1）系统稳定性的初步判定 根据韦达定理，为使特征方程无实部根，则特征方程的各项系数必须大于零。一方面各项系数符号相同；另一方面各项系数均不等于零。 （2）劳斯判据（四阶以上系统） 1）劳斯判据（四阶以上系统）  2）根据劳斯判据表判断系统的稳定性 若第一列各数均为正数，则系统稳定； 若第一列各数不全为正值，则系统不稳定。 三、自动控制系统的过渡过程 1.过渡过程的概念 过渡过程是当系统的输入信号发生变化时，系统的输出信号从一个稳定状态向另一个稳定状态变化的过程。 系统的过渡过程取决三方面因素： 1）系统的结构系数； 2 ）系统的输入信号形式； 3 ）系统的初始条件； 2.一阶系统动态分析 典型一阶系统是惯性环节，传递函数为：  3.二阶系统动态分析 传递函数：  四、控制系统的稳态误差 误差是描述自动欧冠控制系统精度的指标，反映了系统在跟随输入信号和抑制干扰信号的整个过程的精度。 误差分为两种：动态误差和稳态误差。 动态误差描述系统的误差随时间变化的过程； 稳态误差反映动态过程在时间趋于无穷大时，系统到达稳态时的误差。  |
