一階系統(tǒng)的時域性能指標有哪些 自動控制理論基礎測試

自動控制 復習重點，系統(tǒng)時域分析和頻域分析的區(qū)別，系統(tǒng)的時域性能指標常用的有哪些，一階系統(tǒng)的時域性能指標，為什么要把電流環(huán)設計用典型一階系統(tǒng)？零階系統(tǒng)一階系統(tǒng)二階系統(tǒng)怎么區(qū)分？

本文導航

• 自動控制理論基礎測試
• 為什么要引入頻域分析法
• 系統(tǒng)設計如何考慮關鍵參數(shù)指標
• 二階系統(tǒng)的性能指標怎么求
• 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)

自動控制理論基礎測試

　　1、自動控制：指在沒有人參與的情況下利用控制器使被控對象(指生產(chǎn)設備或生產(chǎn)過程）自動地按預定的規(guī)律運行。 當前的自動控制一般均指反饋控制。穩(wěn)定性、準確性、快速性

　　2、開環(huán)控制系統(tǒng): 控制系統(tǒng)的輸出量對系統(tǒng)的控制作用沒有任何影響。結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、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)實質(zhì)：通過偏差消除偏差。精度高、動態(tài)性能好，抗干擾能力強；結(jié)構(gòu)復雜、價格貴、維修人員要求高。

　　4、拉氏變換定義：時間函數(shù)x(t) 的拉氏變換

　　5、傳遞函數(shù)：初始條件為零時，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:系統(tǒng)在輸入信號的作用下，其輸出量從初始狀態(tài)到穩(wěn)定狀態(tài)的響應過程；

　　穩(wěn)態(tài)響應：系統(tǒng)在輸入信號的作用下，系統(tǒng)在時間趨于無窮大時的輸出狀態(tài)。

　　反饋控制的基本原理可簡單的表述為：

　　a) 測量、反饋：由傳感器檢測系統(tǒng)的輸出變化，通過反饋回路將此信號的部分或全部

　　反饋到輸入端。

　　b) 求偏差：將反饋回來的信號和輸入信號進行比較，可得它們之間的偏差大小，即實

　　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)進行控制，以改變系統(tǒng)的輸出，使偏差減

　　小的過程。

　　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)）和自動控制系統(tǒng)（反饋控制系統(tǒng)）。人工控制系統(tǒng)就是由人來對參量進行控制和調(diào)整的系統(tǒng)。自動控制系統(tǒng)就是能根據(jù)要求自動控制和調(diào)整參量的系統(tǒng)，系統(tǒng)在受到干擾時還能自動保持正確的輸出。它們的基本工作原理就是測量輸出、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，輸出量對系統(tǒng)的控制作用沒有影響。系統(tǒng)特點：系統(tǒng)簡單，容易建造、一般不存在穩(wěn)定性問題，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，輸出量對控制作用有直接影響。閉環(huán)的反饋有正反饋和負反饋兩種，一般自動控制系統(tǒng)均采用負反饋系統(tǒng)，閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點：精度高、抗干擾能力強、系統(tǒng)復雜，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 控制對象

　　8、瞬態(tài)響應:系統(tǒng)在輸入信號的作用下，其輸出量從初始狀態(tài)到穩(wěn)定狀態(tài)的響應過程；

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

　　一階系統(tǒng)的單位階躍響應特點：穩(wěn)定的，無振蕩；沒有靜態(tài)誤差

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

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

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

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

　　偏差 輸入信號和反饋信號比較后的信號也能夠反映系統(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)是原本信號各個頻率虛指數(shù)信號函數(shù)（基信號）的加權值，當通過系統(tǒng)的流水線處理時，系統(tǒng)給其各個頻率虛指數(shù)信號函數(shù)（基信號）又進行了加工，即又乘以了一個加權值（也就是想要哪個頻率的虛指數(shù)信號函數(shù)，就將其乘以一個好的數(shù)，要是不喜歡就乘以0，或者稍微大點），這樣輸出結(jié)果，即系統(tǒng)響應的就是各個頻率的虛指數(shù)信號函數(shù)的加權信號的疊加。而把這個加權值得疊加抽離出來，就是輸出信號的頻譜，即Y(jw)=F(jw)H(jw).

系統(tǒng)設計如何考慮關鍵參數(shù)指標

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，導致其他按鍵失靈，建議您可以做如下檢查確認故障進行嘗試：

1.開機出現(xiàn)SAMSUNG 圖標時按F2鍵進入BIOS設置，按F9鍵將BIOS恢復為出廠模式，按F10保存并重啟。

2.用U盤或光盤啟動進入PE或Dos模式中確認是否可用。

3.開機出現(xiàn)系統(tǒng)圖標前快速按F8鍵進入安全模式后進行嘗試，確認是否為系統(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器倒置或搖晃，也可請使用毛刷,、鑷子、氣吹等工具進行簡單的清除（注意不要損壞按鍵下支架，不建議非專業(yè)人員嘗試，以避免更嚴重的損壞）。若情況嚴重建議您送至售后服務中心由專業(yè)工程師進行清潔維修。

5.確認鍵盤是否曾有浸液史、確認失靈按鍵按下后是否可正常彈起，若發(fā)生過浸液或不能正常彈起則需要到售后服務中心，由工程師幫助您進一步檢查與維修。

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.若您需臨時使用，也可連接USB鍵盤使用。

二階系統(tǒng)的性能指標怎么求

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1次。

電路如何區(qū)分一階系統(tǒng)和二階系統(tǒng)

你好，因為一階系統(tǒng)時域動態(tài)特性參數(shù)主要是時間常數(shù)及與之相關的輸出響應時間。

（1）時間常數(shù) ?

時間常數(shù)是一階系統(tǒng)的最重要的動態(tài)性能指標，一階測量系統(tǒng)為階躍輸入時，其輸出量上升到穩(wěn)態(tài)值的63.2％所需的時間，就為時問常數(shù)?。一階測量系統(tǒng)為階躍輸入時響應曲線的初始斜率為1／?。

（2）響應時間 ?

當系統(tǒng)階躍輸入的幅值為A時，對一階測量系統(tǒng)傳遞函數(shù)式（1-54）進行拉氏反變換，得一階測量系統(tǒng)的對階躍輸入的輸出響應表達式為一階測量系統(tǒng)響應Y（t）隨時間t增加而增大，當t=∞時趨于最終穩(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?（這時有一階測量系統(tǒng)的輸出y （4τ）≈ y （∞）×98.2％=0．982kA）當作一階測量系統(tǒng)對階躍輸入的輸出響應時間。一階檢測系統(tǒng)的時間常數(shù)越小，其系統(tǒng)輸出的響應就越快。順便指出，在某些實際工程應用中根據(jù)具體測量和試驗需要，也有把tr=5?或tr=3?作為一階測量系統(tǒng)對階躍輸入輸出響應時間的情況。【摘要】

為什么要把電流環(huán)設計用典型一階系統(tǒng)【提問】

你好，因為一階系統(tǒng)時域動態(tài)特性參數(shù)主要是時間常數(shù)及與之相關的輸出響應時間。

（1）時間常數(shù) ?

時間常數(shù)是一階系統(tǒng)的最重要的動態(tài)性能指標，一階測量系統(tǒng)為階躍輸入時，其輸出量上升到穩(wěn)態(tài)值的63.2％所需的時間，就為時問常數(shù)?。一階測量系統(tǒng)為階躍輸入時響應曲線的初始斜率為1／?。

（2）響應時間 ?

當系統(tǒng)階躍輸入的幅值為A時，對一階測量系統(tǒng)傳遞函數(shù)式（1-54）進行拉氏反變換，得一階測量系統(tǒng)的對階躍輸入的輸出響應表達式為一階測量系統(tǒng)響應Y（t）隨時間t增加而增大，當t=∞時趨于最終穩(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?（這時有一階測量系統(tǒng)的輸出y （4τ）≈ y （∞）×98.2％=0．982kA）當作一階測量系統(tǒng)對階躍輸入的輸出響應時間。一階檢測系統(tǒng)的時間常數(shù)越小，其系統(tǒng)輸出的響應就越快。順便指出，在某些實際工程應用中根據(jù)具體測量和試驗需要，也有把tr=5?或tr=3?作為一階測量系統(tǒng)對階躍輸入輸出響應時間的情況?！净卮稹?/p>

這跟電流環(huán)采用它，有什么關系？【提問】

具體原因【提問】

您好。這是電流環(huán)設計性質(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)是無超調(diào)的，在順饋校正時,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)

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

接下來分別給出一階系統(tǒng)和二階系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)和其性能指標的定義，對系統(tǒng)輸入典型輸入信號，研究對應響應的情況，在這其中，最重點的是二階系統(tǒng)的階躍響應，其余的響應僅作了解即可。注意到性能指標只能定量的描述一個系統(tǒng)響應的情況，考慮前面所提到的對于一個系統(tǒng)的基本要求：“穩(wěn)、準、快”。其中“快”——動態(tài)性能；“穩(wěn)”——基本要求；“準”——穩(wěn)態(tài)要求，往后的內(nèi)容都是圍繞這三個字。對于“快”，其實就是系統(tǒng)的性能指標，對于“穩(wěn)”，時域法介紹了赫爾維玆判據(jù)和勞斯判據(jù)，對于“準”，介紹了穩(wěn)態(tài)誤差還有校正方法。