自动化专业英语教程八

自动化专业英语教程教学课件July28,2007P2U2AStabilityandtheTimeResponse第二部分第二单元课文A稳定性和时域响应A稳定性和时域响应

1.课文内容简介：主要介绍《自动控制原理》中稳定性的定义、控制系统中最重要的稳定性、精度和满意的暂态响应三个基本指标、劳斯稳定性判剧和典型的一阶、二阶系统的时域相应曲线。2.温习《自动控制原理》中有关稳定判据和时域响应的内容。3.生词与短语intuitivelyadv.直观地atrest处于平衡状态excitationn.激励phasen.状态，相位exponentialadj.指数的；n.指数oscillationn.振荡amplituden.振幅impulsev.冲激P2U2AStabilityandtheTimeResponse第二部分第二单元课文A稳定性和时域响应criterian.判据qualitativelyadv.定性地complexadj.复数的；n.复数characteristicequation特征方程factorn.因子；v.分解因式decayv.衰减horizontallyadv.水平地verticallyadv.垂直地Routhcriterion劳斯判据Hurwitzcriterion赫尔维茨判据quadraticadj.二次方的significancen.意义overdampedadj.过阻尼的criticallydamped临界阻尼P2U2AStabilityandtheTimeResponse第二部分第二单元课文A稳定性和时域响应underdamptedadj.欠阻尼的correspondingadj.相应的originn.原点dominatingpole主极点settlingtime调节时间overshootn.超调derivationn.导数extremeadj.极端的；n.极端的事情/情况peaktime峰值时间substituten.代替risetime上升时间gougev.挖radicallyadv.完全地P2U2AStabilityandtheTimeResponse第二部分第二单元课文A稳定性和时域响应4.难句翻译[1]Thetableiscontinuedhorizontallyandverticallyuntilonlyzerosareobtained.这张表向水平（向右）垂直（向下）方向延伸，直到得到的都是零为止。5.参考译文A稳定性和时域响应简介 连续系统或离散系统的稳定性是由其对输入或扰动的响应决定的。直观地说，稳定系统是在没有外部激励时保持静态或平衡的系统，如果去掉所有的激励，系统会返回到静止状态。输出将经过一个过度过程，稳定在一个与输入一致或由其决定的稳态。如果我们将同样的输入加到一个不稳定系统上，输出将不会稳定到稳态过程，它将无限制的增加，通常为指数形式或增幅震荡。 稳定性可以由连续系统的脉冲响应或离散系统的Kroneckerdelta响应如下精确地定义：当时间趋近无穷时，如果脉冲响应P2U2AStabilityandtheTimeResponse第二部分第二单元课文A稳定性和时域响应为零，则连续系统是稳定的。一个可接受的系统至少应满足三个基本指标：稳定性、精度和满意的暂态响应。这三项标准体现在一个可接受的系统必须对特定的输入和扰动具有满意的时间响应。因此，虽然我们为了方便在拉氏域和频域研究问题，但至少应在定性上将这两个域同时域联系起来。实际上，拉氏域既能提供稳定和不稳定系统的暂态响应信息，也能提供稳定系统的稳态响应的信息。本文讨论拉氏域和时间响应的关系，并重点强调暂态响应，和在拉氏域中建立系统稳定性的判剧。精度将在下一篇文章中讨论，频率响应在以后的单元中讨论。特征方程系统对任何输入的时间响应可表示为下式：式中css(t)是稳态响应，ctr(t)是暂态响应。如果系统是不稳定的，就将没有稳态响应，只有暂态响应。P2U2AStabilityandtheTimeResponse第二部分第二单元课文A稳定性和时域响应没有传输延时的情况下，系统的传递函数可以表示为拉氏复变量s的多项式的比值。

将分母多项式等于零即得到特征方程

并可写作因子形式式中ri表示特征方程的根，即使得D(s)等于零的s值。这些根可以是实根、复根或零，如果为复根，则由于微分方程的系数为实数，复根都是成对共扼的。(2-2A-1)(2-2A-2)(2-2A-3)P2溪U2鸡A哲St者ab刮il田it忙y炭an恨d者th府e坏Ti属me赛R群es遗po爬ns肺e第二乓部分德第二坡单元氏课文A稳定民性和示时域工响应拉氏笑域中n个不走同根国的暂蹦态响盆应如世下：在时渗域中训为后一争个方糠程的辰每一衣项被来称做越暂态类模式至。每俭个根范都有辫一个表暂态骡模式类，其冰形状莲仅由何根在s域中迷的位咐置决捆定。因此货，系忙统稳继定的怨充分趴必要吧条件游就是申特征你方程赠根的瓜实部闭为负卧。这箩保证办脉冲真响应旦将按卡指数佣形式胡随时沫间衰宏减。(2免-2缠A-激4)P2张U2痕A绸St共ab凝il显it书y隐an阻d狡th阳e胀Ti鞋me稳R珍es枕po拜ns醉e第二刚部分验第二辟单元俩课文A稳定肉性和充时域预响应劳斯抵稳定平性判发剧劳斯躺判剧茅是判条断连骂续系霉统稳段定性洞的一导种方彩法，童适用码于形师式如鸦下的n阶特厅征方执程的酱系统湿。使用庄劳斯蚀判剧捕表的殿准则山如下(2迅-2鹿A-划6)P2寄U2饰A需St励ab叉il盾it最y哲an业d恢th牺e耳Ti就me设R妥es烘po满ns抽e第二仿部分刊第二村单元放课文A稳定吉性和厕时域悉响应这里筋是特陶征方默程的饶系数et老c.et嗓c.这张宋表向介水平这（向帖右）烤垂直多（向睁下）轻方向砖延伸劈燕，直尚到得丈到的朋都是弊零为腔止。断在计范算下体一行唯前，溪任一碗行都购可以漏乘以控一个突正常叹数，垃这不谱会影仿响表粪的性露质。劳斯旷判剧矩：当膊且仅奥当劳招斯表抽的第餐一列肿符号怒相同新时，妈特征然方程江的所玻有根发都有航负实打部。猛否则避，具现有正爱实部含根的巡寿个数膜和符拍号变连化的宗次数壤相等鉴。赫尔猛维茨汪判据敏是另伸一种促判断忧连续质系统污特征录方程下的所恒有根辛都有肺负实考部的护方法迈。实节际上撕，虽吊然形史式或值方式绕不同壮，它奶和劳牧斯判扒据原昌理相常同，年因此菊它们吐常被东称为绘：劳堡斯-赫尔贩维茨料判据蕉。P2垒U2膏A雕St愚ab混il发it灿y露an既d更th使e愉Ti磁me坟R众es壶po裂ns叹e第二料部分卷第二伟单元烛课文A稳定返性和块时域甚响应简单仿滞后晒：一叮阶系狐统对形芒如式捷（2-包2A疗-1）的锋传递爆函数籍，系拘统的群阶次奴被定电义为石特征凉方程D(s)的阶闻次，司也就垦是其源中s的最碑高次茄幂决尾定了织系统披的阶械次。简单棉一阶薯系统种的传疏递函沉数为参，如挥图2-淡2A堪-1所示，图2-劝2A程-1一阶骂系统P2拦U2区A检St签ab屑il访it当y胶an亿d站th眉e呜Ti膝me举R随es棉po舅ns东e第二健部分皇第二匹单元汪课文A稳定霸性和茅时域猴响应如果衔输入胸是一削个单忘位阶在跃R(s)=蜓1/s，则贷输出藏为因此缴暂态宝响应。第一危项为巩强制椅分量里，由苏输入引贱起，腥第二记项为掩暂态梅分量烘，由系插统的膊极点些决定府。图2-笑2A耐-2给出渡了暂芒态和c(t)。暂茂态呈萝指数衰减指，常闲用的稀表示金衰减叉速度汪的量是责时间倦常数漠：图2-歇2A研-2一阶时系统针的暂误态响讨应P2呢U2咐A矛St渡ab殃il唤it否y韵an宝d摸th拥e两Ti详me策R肌es肆po秩ns凤e第二抚部分巷第二亩单元画课文A稳定型性和高时域叫响应时间坦常数决是衰撞减指牺数暂槐态降酷到初躬始值e-1=0房诚.3获68倍所勿用的拍秒数等。因为e-t卧/T=e-1当t=T时，俗可以截看出榜简单悉滞后1/蚊(Ts+1宾)的时炕间常坝数是T秒。常实际踩上，怜这就料是简台单滞酸后传幅递函炎数常轨被写常为这划种形解式的翻原因最。s的系训数直售接表它明衰霸减的帅速度修，4T秒后未，暂播态衰品减到滋初值揭的1.霞8%。简单大滞后骑有两据个重届要特堡征。1.稳定穗性：径对于紫系统信稳定妄性，挑系统距极点佳必须抓位于s平面墓的左允半边挖，这支样系涝统暂须态衰嗓减，聚而不仿是随厌时间策增加向而增仗加。2.响应疗速度乳：加巩速系辽统的营响应构（即副减小乖时间亏常数宫），亦极宝点1/T应左冰移。P2球U2牙A运St煎ab渠il挥it卸y摘an胳d怪th蜂e益Ti滔me第R稻es夹po彻ns垃e第二芳部分剃第二惭单元词课文A稳定伐性和党时域拥响应多阶宣滞后乡丰：二扁阶系记统这种缎常见接的传谎递函绕数通斗常可傲以简汽化为赵如下知的标抵准形魄式：式中

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