一阶电路误差分析_自控原理分析曲轴一阶二阶震动

时域方法是最基本的方法,也是我们在分析时最先想到的方法,它可以直接提供系统时间响应内的所有内容,直观且明确,但是也有它的缺点,那就是这一方法必须要基于求解系统输出的解析法,过程很是繁琐,这一局限性也就决定了应用时域法进行分析的系统阶数不能太高。
接下来分别给出一阶系统和二阶系统典型结构和其性能指标的定义,对系统输入典型输入信号,研究对应响应的情况,在这其中,最重点的是二阶系统的阶跃响应,其余的响应仅作了解即可。注意到性能指标只能定量的描述一个系统响应的情况,考虑前面所提到的对于一个系统的基本要求:“稳、准、快”。其中“快”——动态性能;“稳”——基本要求;“准”——稳态要求,往后的内容都是围绕这三个字。对于“快”,其实就是系统的性能指标,对于“稳”,时域法介绍了赫尔维玆判据和劳斯判据,对于“准”,介绍了稳态误差还有校正方法NO.1 一阶系统
我们从最简单的一阶系统说起,以下是一阶系统的典型结构:

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一阶系统中,只有特征参数:时间常数T
虽然有五个典型输入信号,但一般我们只研究阶跃输入对应的响应,我们把阶跃信号称为“标准输入”,其单位阶跃响应曲线如下:

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对于一阶系统,对应的性能指标有两个:上升时间

和调节时间 1.上升时间 从终值的10%上升到终值的90%所用的时间。(此定义式基于 非振荡的动态过程,要区别于后续的振荡动态过程)。在一阶系统单位阶跃曲线上表示如下:

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2.调节时间指第一次进入误差带且信号以后都不出误差带的时间。在响应曲线上表示为:

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注意:如上图,调节时间不是到A点的时间,因为曲线在A点以后还有出了误差带的部分。而B点以后曲线再也不出误差带,所以调节时间应该为到B点的时间。因为一阶系统的响应是单调的,并没有振荡,所以在一阶系统中,并没有超调量的概念,因为响应曲线没有超出稳态值的部分。
在一阶系统求解对于五种输入信号时对应的响应时,虽然这部分只做了解,但这一求解过程中要求掌握一个重要的计算方法:留数定理。该种方法其实就是用来分解部分分式的,通式为:


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