自动控制原理第三章概览：时域分析与系统响应

"无阻尼自然振荡频率-老胡自动控制原理_第四版第三章时域分析福大课件" 本课程主要讲解了自动控制原理中的时域分析方法，适用于福大的教学内容。时域分析是经典控制理论中的一个重要组成部分，它直接在时间域内分析系统的动态行为，便于理解控制系统的基本概念。课程内容涵盖了各种典型输入信号及其对系统响应的影响，以及线性定常系统不同阶次的暂态响应特性。 在时域分析中，无阻尼自然振荡频率是一个关键概念，它是指在没有外部阻尼作用下，系统自由振动的固有频率。这个频率决定了系统无阻尼状态下的振荡特性。阻尼自然振荡频率则考虑了系统内部或外部的阻尼效应，使得实际的振动频率会低于无阻尼情况下的频率。 阻尼比是衡量系统阻尼程度的参数，它表示实际阻尼与临界阻尼的比值。当阻尼比等于1时，系统处于临界阻尼状态，即系统能够以最短时间到达稳态而无过冲；如果阻尼比小于1，系统为欠阻尼，会有一定的振荡；若阻尼比大于1，则为过阻尼，系统将不会出现明显的振荡。 课程中详细讲解了不同阶次系统的暂态响应，包括一阶、二阶和高阶系统。一阶系统的暂态响应通常由一个指数函数描述，其特点是上升时间短，但可能有较大的超调。二阶系统则涉及两个重要的性能指标：上升时间、超调量、峰值时间和调节时间，这些参数对于系统稳定性及响应速度至关重要。高阶系统则更加复杂，其暂态响应需要综合考虑多个极点的位置。 此外，课程还讨论了如何利用计算机求取系统的响应，以及线性系统的稳定性和稳态误差。系统的稳定性是保证系统长期运行的关键，通过Routh-Hurwitz判据或者劳斯判据可以判断系统的稳定性。而稳态误差则是系统在长时间运行后，输出与期望值之间的偏差，分为给定稳态误差和扰动稳态误差。 本课程通过深入浅出的方式，介绍了自动控制原理中的时域分析方法，涵盖了从基本概念到具体计算的各种知识点，对于理解和设计控制系统的性能具有指导意义。