自動控制第三章

1、南京工程學院教案【教學單元首頁】南京工程學院教案【教學單元首頁】第7～12次課授課學時12教案完成時間：2009.8章、節(jié)第三章第三章時域分析法時域分析法第一節(jié)系統(tǒng)性能指標第二節(jié)一階系統(tǒng)性能分析第三節(jié)二階系統(tǒng)性能分析第四節(jié)高階系統(tǒng)的時域分析第五節(jié)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析第六節(jié)控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析第七節(jié)用時域法分析系統(tǒng)性能舉例主要內(nèi)容這一單元主要完成第三章時域分析法的教學內(nèi)容。首先介紹采用時域法分析自動控制系統(tǒng)性能中常用的性能指標。求一階系

2、統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)、脈沖響應(yīng)和斜坡響應(yīng)并求性能指標。求典型二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)表達式以及性能指標計算的表達式，舉例說明二階系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)和性能指標的計算。然后介紹控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的分析，采用勞斯判據(jù)判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法，舉例說明勞斯判據(jù)的應(yīng)用。最后介紹控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析，推導出求系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的公式并舉例說明系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的求取。用一個綜合實例介紹用時域法分析自動控制系統(tǒng)的過程。目的與要求本單元的教學目的是讓學生通過這一章的學習了解和掌

3、握時域法分析控制系統(tǒng)性能的基本方法，即對控制系統(tǒng)穩(wěn)定性、快速性和準確性的分析過程。要求學生了解和掌握典型一階系統(tǒng)和典型二階系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)和性能指標求取的步驟和方法，掌握利用勞斯穩(wěn)定判據(jù)判斷控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本方法。掌握給定信號作用下控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差求取的方法，了解擾動信號作用下控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差求取的方法。重點與難點本單元的重點：采用時域法分析控制系統(tǒng)性能的基本思路，典型一階系統(tǒng)和典型二階系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)和性能指標的求取。用勞斯判據(jù)判斷

4、系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法和過程?？刂葡到y(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的求取。本單元的難點：根據(jù)性能指標的要求確定系統(tǒng)的參數(shù)。教學方法與手段主要采用多媒體教學，有些重要的概念加板書解釋。???????0)(lim)(0tt????00??tt??????1)(dtt?1)]([?tL?5正弦信號正弦信號????tAtr?sin0)(00??tt22)(????sAsR二、控制系二、控制系統(tǒng)的性能指的性能指標1跟隨性能指跟隨性能指標（1）上升）上升時間時間rt系統(tǒng)輸出

5、響應(yīng)從零開始第一次上升到穩(wěn)態(tài)值所需的時間。（2）峰）峰值時間值時間pt系統(tǒng)輸出響應(yīng)由零開始，第一次到達峰值所需時間。（3）超）超調(diào)量00σ系統(tǒng)輸出響應(yīng)超出穩(wěn)態(tài)值的最大偏離量占穩(wěn)態(tài)值的百分比。%?%100)()()(?????cctcp（4）調(diào)節(jié)時間調(diào)節(jié)時間st系統(tǒng)的輸出響應(yīng)達到并保持在穩(wěn)態(tài)值的(或)誤差范圍內(nèi)所需%5?%2?的時間。（5）振）振蕩次數(shù)次數(shù)N在調(diào)節(jié)時間內(nèi)，系統(tǒng)輸出量在穩(wěn)態(tài)值上下擺動的次數(shù)。2抗抗擾性能指性能指標（1）動態(tài)動