一階系統(tǒng)的時(shí)域性能指標(biāo)有哪些 自動(dòng)控制理論基礎(chǔ)測(cè)試

自動(dòng)控制 復(fù)習(xí)重點(diǎn)，系統(tǒng)時(shí)域分析和頻域分析的區(qū)別，系統(tǒng)的時(shí)域性能指標(biāo)常用的有哪些，一階系統(tǒng)的時(shí)域性能指標(biāo)，為什么要把電流環(huán)設(shè)計(jì)用典型一階系統(tǒng)？零階系統(tǒng)一階系統(tǒng)二階系統(tǒng)怎么區(qū)分？

本文導(dǎo)航

• 自動(dòng)控制理論基礎(chǔ)測(cè)試
• 為什么要引入頻域分析法
• 系統(tǒng)設(shè)計(jì)如何考慮關(guān)鍵參數(shù)指標(biāo)
• 二階系統(tǒng)的性能指標(biāo)怎么求
• 電路如何區(qū)分一階系統(tǒng)和二階系統(tǒng)
• 有哪些典型二階系統(tǒng)

自動(dòng)控制理論基礎(chǔ)測(cè)試

　　1、自動(dòng)控制：指在沒(méi)有人參與的情況下利用控制器使被控對(duì)象(指生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程）自動(dòng)地按預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。 當(dāng)前的自動(dòng)控制一般均指反饋控制。穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、快速性

　　2、開環(huán)控制系統(tǒng): 控制系統(tǒng)的輸出量對(duì)系統(tǒng)的控制作用沒(méi)有任何影響。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、容易維修；精度低、容易受環(huán)境變化的干擾。

　　3、閉環(huán)控制系統(tǒng):指控制系統(tǒng)的輸出量對(duì)系統(tǒng)的控制作用有影響，即反饋。因此，又稱為反饋控制。閉環(huán)系統(tǒng)實(shí)質(zhì)：通過(guò)偏差消除偏差。精度高、動(dòng)態(tài)性能好，抗干擾能力強(qiáng)；結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格貴、維修人員要求高。

　　4、拉氏變換定義：時(shí)間函數(shù)x(t) 的拉氏變換

　　5、傳遞函數(shù)：初始條件為零時(shí)，輸出量的拉普拉斯變換與輸入量的拉普拉斯變換之比。

　　6、瞬態(tài)響應(yīng):系統(tǒng)在輸入信號(hào)的作用下，其輸出量從初始狀態(tài)到穩(wěn)定狀態(tài)的響應(yīng)過(guò)程；

　　穩(wěn)態(tài)響應(yīng)：系統(tǒng)在輸入信號(hào)的作用下，系統(tǒng)在時(shí)間趨于無(wú)窮大時(shí)的輸出狀態(tài)。

　　反饋控制的基本原理可簡(jiǎn)單的表述為：

　　a) 測(cè)量、反饋：由傳感器檢測(cè)系統(tǒng)的輸出變化，通過(guò)反饋回路將此信號(hào)的部分或全部

　　反饋到輸入端。

　　b) 求偏差：將反饋回來(lái)的信號(hào)和輸入信號(hào)進(jìn)行比較，可得它們之間的偏差大小，即實(shí)

　　際輸出值與給定值的偏差。

　　c) 糾正偏差：根據(jù)偏差的大小和方向?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行控制，以改變系統(tǒng)的輸出，使偏差減

　　小的過(guò)程。

　　2 控制系統(tǒng)的工作原理就是使系統(tǒng)中的某些參量能按照要求保持恒定或按一定規(guī)律變化。它可分為人工控制系統(tǒng)（一般為開環(huán)控制系統(tǒng)）和自動(dòng)控制系統(tǒng)（反饋控制系統(tǒng)）。人工控制系統(tǒng)就是由人來(lái)對(duì)參量進(jìn)行控制和調(diào)整的系統(tǒng)。自動(dòng)控制系統(tǒng)就是能根據(jù)要求自動(dòng)控制和調(diào)整參量的系統(tǒng)，系統(tǒng)在受到干擾時(shí)還能自動(dòng)保持正確的輸出。它們的基本工作原理就是測(cè)量輸出、求出偏差、再用偏差去糾正偏差

　　開環(huán)控制：系統(tǒng)的輸出端和輸入端之間不存在反饋回路，輸出量對(duì)系統(tǒng)的控制作用沒(méi)有影響。系統(tǒng)特點(diǎn)：系統(tǒng)簡(jiǎn)單，容易建造、一般不存在穩(wěn)定性問(wèn)題，精度低、抗干擾能力差。

　　閉環(huán)控制：系統(tǒng)的輸出端和輸入端存在反饋回路，輸出量對(duì)控制作用有直接影響。閉環(huán)的反饋有正反饋和負(fù)反饋兩種，一般自動(dòng)控制系統(tǒng)均采用負(fù)反饋系統(tǒng)，閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：精度高、抗干擾能力強(qiáng)、系統(tǒng)復(fù)雜，容易引起振蕩

　　反饋控制系統(tǒng)一般由以下的全部或部分組成 給定元件 反饋元件 比較元件 放大元件 執(zhí)行元件 校正元件 控制對(duì)象

　　8、瞬態(tài)響應(yīng):系統(tǒng)在輸入信號(hào)的作用下，其輸出量從初始狀態(tài)到穩(wěn)定狀態(tài)的響應(yīng)過(guò)程；

　　穩(wěn)態(tài)（靜態(tài)）響應(yīng)：系統(tǒng)在輸入信號(hào)的作用下，系統(tǒng)在時(shí)間趨于無(wú)窮大時(shí)的輸出狀態(tài)一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)：

　　一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)特點(diǎn)：穩(wěn)定的，無(wú)振蕩；沒(méi)有靜態(tài)誤差

　　時(shí)域分析性能指標(biāo) 上升時(shí)間tr：響應(yīng)曲線從零時(shí)刻到首次到達(dá)穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間（tr反映系統(tǒng)的快速性）；峰值時(shí)間tp：響應(yīng)曲線從零時(shí)刻到達(dá)峰值的時(shí)間；最大超調(diào)量Mp:單位階躍輸入時(shí)，響應(yīng)曲線的最大峰值與穩(wěn)態(tài)值的差。調(diào)整時(shí)間ts：響應(yīng)曲線到達(dá)并一直保持在允許誤差范圍內(nèi)的最短時(shí)間；延遲時(shí)間td：響應(yīng)曲線從零上升到穩(wěn)態(tài)值的百分50所需的時(shí)間；振蕩次數(shù)：在調(diào)整時(shí)間ts內(nèi)響應(yīng)曲線振蕩的次數(shù)。

　　幅頻特性：幅值比；相頻特性：相位差。頻率特性表征系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的品質(zhì)

　　14、乃奎斯特判據(jù)：對(duì)于系統(tǒng)開環(huán)乃氏圖，當(dāng)ω從0連續(xù)增大到∞變化時(shí)，其相對(duì)（-1，j0）點(diǎn)的角變化量為pπ+qπ/2時(shí)，系統(tǒng)閉環(huán)后穩(wěn)定。

　　15 放大電路的電壓放大倍數(shù)與頻率的關(guān)系稱為幅頻特性,輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的相位差與頻率之間的關(guān)系稱為相頻特性

　　16 穩(wěn)態(tài)誤差 誤差信號(hào)的穩(wěn)態(tài)分量稱為穩(wěn)態(tài)誤差。

　　偏差 輸入信號(hào)和反饋信號(hào)比較后的信號(hào)也能夠反映系統(tǒng)誤差的大小 稱之為偏差

為什么要引入頻域分析法

系統(tǒng)頻域分析的本質(zhì)：

F(jw)是原本信號(hào)各個(gè)頻率虛指數(shù)信號(hào)函數(shù)（基信號(hào)）的加權(quán)值，當(dāng)通過(guò)系統(tǒng)的流水線處理時(shí)，系統(tǒng)給其各個(gè)頻率虛指數(shù)信號(hào)函數(shù)（基信號(hào)）又進(jìn)行了加工，即又乘以了一個(gè)加權(quán)值（也就是想要哪個(gè)頻率的虛指數(shù)信號(hào)函數(shù)，就將其乘以一個(gè)好的數(shù)，要是不喜歡就乘以0，或者稍微大點(diǎn)），這樣輸出結(jié)果，即系統(tǒng)響應(yīng)的就是各個(gè)頻率的虛指數(shù)信號(hào)函數(shù)的加權(quán)信號(hào)的疊加。而把這個(gè)加權(quán)值得疊加抽離出來(lái)，就是輸出信號(hào)的頻譜，即Y(jw)=F(jw)H(jw).

系統(tǒng)設(shè)計(jì)如何考慮關(guān)鍵參數(shù)指標(biāo)

筆記本鍵盤出現(xiàn)了按鍵失靈情況，這種情況多是由于軟件原因或鍵盤串鍵、短路或其他硬件故障等原因造成的，導(dǎo)致其他按鍵失靈，建議您可以做如下檢查確認(rèn)故障進(jìn)行嘗試：

1.開機(jī)出現(xiàn)SAMSUNG 圖標(biāo)時(shí)按F2鍵進(jìn)入BIOS設(shè)置，按F9鍵將BIOS恢復(fù)為出廠模式，按F10保存并重啟。

2.用U盤或光盤啟動(dòng)進(jìn)入PE或Dos模式中確認(rèn)是否可用。

3.開機(jī)出現(xiàn)系統(tǒng)圖標(biāo)前快速按F8鍵進(jìn)入安全模式后進(jìn)行嘗試，確認(rèn)是否為系統(tǒng)或軟件故障引起。

4.查看按鍵下是否有異物，如有異物建議您將機(jī)器倒置或搖晃，也可請(qǐng)使用毛刷,、鑷子、氣吹等工具進(jìn)行簡(jiǎn)單的清除（注意不要損壞按鍵下支架，不建議非專業(yè)人員嘗試，以避免更嚴(yán)重的損壞）。若情況嚴(yán)重建議您送至售后服務(wù)中心由專業(yè)工程師進(jìn)行清潔維修。

5.確認(rèn)鍵盤是否曾有浸液史、確認(rèn)失靈按鍵按下后是否可正常彈起，若發(fā)生過(guò)浸液或不能正常彈起則需要到售后服務(wù)中心，由工程師幫助您進(jìn)一步檢查與維修。

6.重新安裝操作系統(tǒng)嘗試(提示您先備份重要數(shù)據(jù)與資料）。

7.若您需臨時(shí)使用，也可連接USB鍵盤使用。

二階系統(tǒng)的性能指標(biāo)怎么求

一階系統(tǒng)：系統(tǒng)傳遞函數(shù)的分子分母的最高次數(shù)都不超過(guò)1次。

電路如何區(qū)分一階系統(tǒng)和二階系統(tǒng)

你好，因?yàn)橐浑A系統(tǒng)時(shí)域動(dòng)態(tài)特性參數(shù)主要是時(shí)間常數(shù)及與之相關(guān)的輸出響應(yīng)時(shí)間。

（1）時(shí)間常數(shù) ?

時(shí)間常數(shù)是一階系統(tǒng)的最重要的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)，一階測(cè)量系統(tǒng)為階躍輸入時(shí)，其輸出量上升到穩(wěn)態(tài)值的63.2％所需的時(shí)間，就為時(shí)問(wèn)常數(shù)?。一階測(cè)量系統(tǒng)為階躍輸入時(shí)響應(yīng)曲線的初始斜率為1／?。

（2）響應(yīng)時(shí)間 ?

當(dāng)系統(tǒng)階躍輸入的幅值為A時(shí)，對(duì)一階測(cè)量系統(tǒng)傳遞函數(shù)式（1-54）進(jìn)行拉氏反變換，得一階測(cè)量系統(tǒng)的對(duì)階躍輸入的輸出響應(yīng)表達(dá)式為一階測(cè)量系統(tǒng)響應(yīng)Y（t）隨時(shí)間t增加而增大，當(dāng)t=∞時(shí)趨于最終穩(wěn)態(tài)值，即y（∞）=kA。理論上，在階躍輸入后的任何具體時(shí)刻都不能得到系統(tǒng)的最終穩(wěn)態(tài)值，即總是y （t<∞）r=4?（這時(shí)有一階測(cè)量系統(tǒng)的輸出y （4τ）≈ y （∞）×98.2％=0．982kA）當(dāng)作一階測(cè)量系統(tǒng)對(duì)階躍輸入的輸出響應(yīng)時(shí)間。一階檢測(cè)系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)越小，其系統(tǒng)輸出的響應(yīng)就越快。順便指出，在某些實(shí)際工程應(yīng)用中根據(jù)具體測(cè)量和試驗(yàn)需要，也有把tr=5?或tr=3?作為一階測(cè)量系統(tǒng)對(duì)階躍輸入輸出響應(yīng)時(shí)間的情況?！菊?/p>

為什么要把電流環(huán)設(shè)計(jì)用典型一階系統(tǒng)【提問(wèn)】

你好，因?yàn)橐浑A系統(tǒng)時(shí)域動(dòng)態(tài)特性參數(shù)主要是時(shí)間常數(shù)及與之相關(guān)的輸出響應(yīng)時(shí)間。

（1）時(shí)間常數(shù) ?

時(shí)間常數(shù)是一階系統(tǒng)的最重要的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)，一階測(cè)量系統(tǒng)為階躍輸入時(shí)，其輸出量上升到穩(wěn)態(tài)值的63.2％所需的時(shí)間，就為時(shí)問(wèn)常數(shù)?。一階測(cè)量系統(tǒng)為階躍輸入時(shí)響應(yīng)曲線的初始斜率為1／?。

（2）響應(yīng)時(shí)間 ?

當(dāng)系統(tǒng)階躍輸入的幅值為A時(shí)，對(duì)一階測(cè)量系統(tǒng)傳遞函數(shù)式（1-54）進(jìn)行拉氏反變換，得一階測(cè)量系統(tǒng)的對(duì)階躍輸入的輸出響應(yīng)表達(dá)式為一階測(cè)量系統(tǒng)響應(yīng)Y（t）隨時(shí)間t增加而增大，當(dāng)t=∞時(shí)趨于最終穩(wěn)態(tài)值，即y（∞）=kA。理論上，在階躍輸入后的任何具體時(shí)刻都不能得到系統(tǒng)的最終穩(wěn)態(tài)值，即總是y （t<∞）r=4?（這時(shí)有一階測(cè)量系統(tǒng)的輸出y （4τ）≈ y （∞）×98.2％=0．982kA）當(dāng)作一階測(cè)量系統(tǒng)對(duì)階躍輸入的輸出響應(yīng)時(shí)間。一階檢測(cè)系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)越小，其系統(tǒng)輸出的響應(yīng)就越快。順便指出，在某些實(shí)際工程應(yīng)用中根據(jù)具體測(cè)量和試驗(yàn)需要，也有把tr=5?或tr=3?作為一階測(cè)量系統(tǒng)對(duì)階躍輸入輸出響應(yīng)時(shí)間的情況?！净卮稹?/p>

這跟電流環(huán)采用它，有什么關(guān)系？【提問(wèn)】

具體原因【提問(wèn)】

您好。這是電流環(huán)設(shè)計(jì)性質(zhì)決定的，電流環(huán)采用的一階線性adrc算法為依據(jù)，一階系統(tǒng)是無(wú)超調(diào)的，在順饋校正時(shí),就必須采用微分校正算法?！净卮稹?/p>

有哪些典型二階系統(tǒng)

時(shí)域方法是最基本的方法，也是我們?cè)诜治鰰r(shí)最先想到的方法，它可以直接提供系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)內(nèi)的所有內(nèi)容，直觀且明確，但是也有它的缺點(diǎn)，那就是這一方法必須要基于求解系統(tǒng)輸出的解析法，過(guò)程很是繁瑣，這一局限性也就決定了應(yīng)用時(shí)域法進(jìn)行分析的系統(tǒng)階數(shù)不能太高，所以本章我們研究對(duì)象只有一階系統(tǒng)和二階系統(tǒng)，其中二階系統(tǒng)是研究的重點(diǎn)。

接下來(lái)分別給出一階系統(tǒng)和二階系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)和其性能指標(biāo)的定義，對(duì)系統(tǒng)輸入典型輸入信號(hào)，研究對(duì)應(yīng)響應(yīng)的情況，在這其中，最重點(diǎn)的是二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，其余的響應(yīng)僅作了解即可。注意到性能指標(biāo)只能定量的描述一個(gè)系統(tǒng)響應(yīng)的情況，考慮前面所提到的對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)的基本要求：“穩(wěn)、準(zhǔn)、快”。其中“快”——?jiǎng)討B(tài)性能；“穩(wěn)”——基本要求；“準(zhǔn)”——穩(wěn)態(tài)要求，往后的內(nèi)容都是圍繞這三個(gè)字。對(duì)于“快”，其實(shí)就是系統(tǒng)的性能指標(biāo)，對(duì)于“穩(wěn)”，時(shí)域法介紹了赫爾維玆判據(jù)和勞斯判據(jù)，對(duì)于“準(zhǔn)”，介紹了穩(wěn)態(tài)誤差還有校正方法。