第三章系统的时间响应分析.docx

第三章系统的时间响应分析
机械工程控制基础
第三章杜创*统对间"皮分析
3・1时间响应及其组成
时域分析法：
在时间域内研究控制系统性能的方法，它是
通过拉氏变换直接求解系统的獗分方程，得到系统 的时间响应，然后扌R据响应表达式和响应曲线分析 、 稳态精度等， 间的关系・
时域分析法是一种直接分析法,还是一种比 较准确的方法,可以提供系统时间响应的全 部信息•
一个系统的时间响应，不仅取决于系统 本身的结构与泰数,而且还与系统的 初始状态以及加在系统上的外作用信号有关.
机械工程控制基础
第邑♦"皮分析
XI时何响应及其组成
时倒响应：・出(«由)在时域的表％老貳•在《学上.
繊ft系统的妙力学方祥吉一宦初始*件下W«
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如图所示系统： 外力作用(即输入〉8 Feos“* 动力学方性： mykt} + /ty(f) = Fcosarf
根据a分方程解的结w理论，该方程的解为：
F
7(0 = + Bcosw,/ + 丫 * 亍亍JjcoswT
通解 ntv
式中：3严/而，为系统的无阻尼固有频率.
A = a*/<Un
初始状态：零状态
即在外作用加于系统之前，被控量及其 各阶导数相对于平衡工作点的增量为零, 系统处于相对平衡状态。
机械工程控制基础
第艮*4^创索忧时间"皮分析
3<1时间响应及冀组成
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WW晌应：在输入件用下•的输出(响应〉在时城的表规形式•在«学上. «屋糸统的功力学方祥衣一宣初*条件下的第
如图所示系统：
外力柞用(W输入)：Fcoswf
动力学方程：
；«j(f) + ky{t} a Fees"
分方ft解的结构理论，该方程的解为，
F
，(/)=人sin«M + Bcogj + 石•亍士"CosM
设 f = 0 时,></) = ><0) ,y</) = ><0),(初怡条件)
有 <4 N 理22 B =，(0)— •?- -一Ljj
v(0) Fl Fl
故，a)u sinwj + y(0)cosftM - y • — y •
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外力作用(》■入>S Fcoserf 场力学方ft：
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机械工程控制基础
第三♦杜创*01时间响皮分析

时阿响应£ attxn用卜-条檢的输岀（响应）在时啟的《«影式，在数学上・ 的幼力学方悍—定初绐*件下的第
如图祈乐系统：
外力作用（即綸入）:Fcosca/
动力学方《z
wy（f） + ky（t） = Fcoso#
自由响应
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_ ~~~Li** ••一•:另"以；力-
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>(/) = sinaj + >(0)cos«ij — -j- • j-^-jjcosw,^ + j •：」卫cosu
爭輪入响应
输入引E的強迫响应
自（11响由
营迫响应
v(0) F 1 Fl
y(f)=七一$irw + >(0)cos»j - j •】_ ”coswj 亠 j • j-^^jjcosk
事输入响应
3,1时闾应及其组成
时M响应*在■入件用下.«线的・出c*f^>*学上.
篁是果统的动力学方Ha-3£W*ft下的解
如图所示系搅2
外力作用(即输入)，Fcosojt 动力学方程：
my(ty + jfey(f) ■ Fcosarf
自由响应
V(f1
Q Q
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W3 I
張坦响应
• * %
.F 1
匚严M .--匚严
系统刃§为零. 仅由输入引起的响应
«越响应
• *
v(0) Fl Fl
自由响应
vO) = -—