1樓：匿名使用者
為了分析和評價線性控制系統時間響應的效能，需要首先研究線性控制系統在典型輸入訊號作用下的時間響應過程和效能指標。
3.1.1 時域響應
任何一個穩定的線性控制系統，在輸入訊號作用下的時間響應都由動態響應(或瞬態響應、暫態響應)和穩態響應兩部分組成。動態響應描述了系統的動態效能，而穩態響應反映了系統的穩態精度。兩者都是線性控制系統的重要效能。
因此，在對系統設計時必須同時給予滿足。
1. 動態響應
動態響應又稱瞬態響應或過渡過程，指系統在輸入訊號作用下，系統從初始狀態到最終狀態的響應過程。根據系統結構和引數選擇情況，動態響應表現為衰減、發散或等幅振盪幾種形式。顯然，一個實際執行的控制系統，其動態響應必須是衰減的，也就是說，系統必須是穩定的。
動態響應除提供系統穩定性的資訊外，還可以提供響應速度及阻尼情況等運動資訊，這些運動資訊用動態效能來描述。
第3章 控制系統的時域分析
2. 穩態響應
如果一個線性系統是穩定的，那麼從任何初始條件開始，經過一段時間就可以認為它的過渡過程已經結束，進入了與初始條件無關而僅由外作用決定的狀態，即穩態響應。所以穩態響應是指當t趨於無窮大時系統的輸出狀態。穩態響應表徵系統輸出量最終復現輸入量的程度，提供系統有關穩態誤差的資訊，用穩態效能來描述。
由此可見，線性控制系統在輸入訊號作用下的效能指標，通常由動態效能和穩態效能兩部分組成。
3.1.2 穩態效能指標
穩態效能指標是表徵控制系統準確性的效能指標，是一項重要的技術指標，通常用穩態下輸出量的期望值與實際值之間的差來衡量，稱為穩態誤差。如果這個差是常數，則稱為靜態誤差，簡稱靜誤差或靜差。穩態誤差是系統控制精度或抗擾動能力的一種度量。
在本章控制系統的穩態誤差一節將詳細討論。
3.1.3 動態效能指標
一個控制系統除了穩態控制精度要滿足一定的要求以外，對控制訊號的響應過程也要滿足一定的要求，這些要求表現為動態效能指標。
不穩定系統沒有實用價值，因此不需要研究其動態效能指標。
一般認為，階躍輸入對系統來說是最嚴峻的工作狀態。如果系統在階躍函式作用下的動態效能滿足要求，那麼系統在其他形式的函式作用下，其動態效能也是令人滿意的。因此在大多數情況下，為了分析研究方便，最常採用的典型輸入訊號是單位階躍函式，並在零初始條件下進行研究。
也就是說，在輸入訊號加上之前，系統的輸出量及其對時間的各階導數均等於零。
描述穩定的系統在單位階躍函式作用下，動態過程隨時間t的變化狀況的指標稱為動態效能指標。線性控制系統在零初始條件和單位階躍訊號輸入下的響應過程曲線稱為系統的單位階躍響應曲線。典型形狀如圖3.
1所示。各項動態效能指標也示於圖中。
(1) 延遲時間td：指響應曲線第一次達到其穩態值一半所需的時間，記作td；
(2) 上升時間tr：指響應曲線首次從穩態值的10%過渡到90%所需的時間；對於有振
蕩的系統，亦可定義為響應曲線從零首次達到穩態值所需的時間，記作tr。上升時間是系
統響應速度的一種度量。上升時間越短，響應速度越快；
(3) 峰值時間tp：指響應曲線第一次達到峰點的時間，記作tp；
(4) 調節時間ts：指響應曲線最後進入偏離穩態值的誤差為±5%(也有取±2%)的範圍
並且不再越出這個範圍的時間，記作ts；
(5) 超調量σ%：對於圖3.1所示的振盪性的響應過程，響應曲線第一次越過穩態值達到峰值時，越過部分的幅度與穩態值之比稱為超調量，記作σ%，即
c?c(∞)σ%=max×100% (3.1) c(∞)
式中c(∞)表示響應曲線的穩態值，cmax=c(tp)表示峰值。
·39·
·40· 自動控制原理
圖3.1 單位階躍響應及動態效能指標
上述五個動態效能指標，基本上可以體現系統動態過程的特徵。在實際應用中，常用的動態效能指標多為上升時間、調節時間和超調量。通常用上升時間或峰值時間來評價系統的響應速度；用超調量評價系統的阻尼程度；而調節時間是同時反映響應速度和阻尼程度的綜合性指標。
應當指出，上述各動態指標之間是有聯絡的。因此對於一個系統常沒有必要列出所有動態指標。另一方面，正是由於這些指標存在聯絡，也不可能對各項指標都提出要求，因為這些要求之間可能會發生矛盾，以致在調整系統引數以改善系統的動態效能時，會發生顧此失彼的現象。
同時，除簡單的
一、二階系統外，要精確確定這些動態效能指標的解析表示式是很困難的。
系統時域分析和頻域分析的區別
2樓：匿名使用者
系統頻域分析的本質：
f(jw)是原本訊號各個頻率虛指數訊號函式（基訊號）的加權值，當通過系統的流水線處理時，系統給其各個頻率虛指數訊號函式（基訊號）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訊號函式，就將其乘以一個好的數，要是不喜歡就乘以0，或者稍微大點），這樣輸出結果，即系統響應的就是各個頻率的虛指數訊號函式的加權訊號的疊加。而把這個加權值得疊加抽離出來，就是輸出訊號的頻譜，即y(jw)=f(jw)h(jw).
3樓：革玉英稽壬
時域分析與頻域分析是對模擬訊號的兩個觀察面。時域分析是以時間軸為座標表示動態訊號的關係；頻域分析是把訊號變為以頻率軸為座標表示出來。一般來說，時域的表示較為形象與直觀，頻域分析則更為簡練，剖析問題更為深刻和方便。
目前，訊號分析的趨勢是從時域向頻域發展。然而，它們是互相聯絡，缺一不可，相輔相成的。
4樓：義印枝鞠碧
時域分析：波形及其特徵資料，峰峰值、峰值、有效值、均值、歪度、峭度和波峰因子等，軸心軌跡
頻域分析：頻譜及其特徵資料，中心頻率、均方根頻率、頻率標準差和頻率集中度等，頻譜與轉速與時間的關係等。
時域分析是什麼?
5樓：南霸天
時域分析定義：
指控制系統在一定的輸入下，根據輸出量的時域表示式，分析系統的穩定性、瞬態和穩態效能。
時域分析特點：
由於時域分析是直接在時間域中對系統進行分析的方法，所以時域分析具有直觀和準確的優點。
系統輸出量的時域表示可由微分方程得到，也可由傳遞函式得到。
在初值為零時，一般都利用傳遞函式進行研究，用傳遞函式間接的評價系統的效能指標。具體 是根據閉環系統傳遞函式的極點和零點來分析系統的效能。此時也稱為複頻域分析。
線性微分方程的解
時域分析實質：
系統達到穩態過程之前的過程稱為瞬態過程。瞬態分析是分析瞬態過程中輸出響應的各種運動特性。理論上說，只有當時間趨於無窮大時，才進入穩態過程，但這在工程上顯然是無法進行的。
在工程上只討論輸入作用加入一段時間裡的瞬態過程，在這段時間裡，反映了主要的瞬態效能指標。
6樓：ks是德科技
是德科技提醒您，時域一詞在不同的應用環境中可能指不同的事情，在這裡，我們對慣用術語的解釋如下:
時域: 指在時間範疇內進行的分析或時域測試結果的顯示，這種分析和測試結果顯示在 x－y 曲線上，x 軸表示的是距離 (電長度) 或時間；y 軸表示的則是幅度資訊 (通常為阻抗或電壓)。
時域分析是一種有效的工具，並有著廣泛的應用，包括故障定位、識別聯結器中的阻抗變化、有選擇地消除多餘的響應以及簡化濾波器調諧過程等等。
1 故障定位
故障定位是向量網路分析在帶通工作模式應用下的一個非常好的例項。如果觀察一條電纜的頻率響應時，你會發現在顯示結果中經常會存在由於電纜內的阻抗失配而產生的紋波，但是卻不可能指出電纜內大的反射發生在何處，所看到的是在每個頻率點上電纜內所有反射相加在一起的反射，這是整條傳輸線上所有部分的複合響應。然而，當在時域中觀察時，不僅可以清楚地看到那些由於聯結器引起的大的反射響應，而且還能看到電纜內由於彎曲或失配引起的任何電感性或電容性的阻抗的不連續處。
任何偏離特徵阻抗的正反射或負反射均明顯可見，這些產生阻抗不連續性的位置和大小也很容易確定，時域分析的直觀性即在於此。
2 識別聯結器中的阻抗變化
時域分析在觀察傳輸線上的失配響應時非常有用。當測量被測器件的反射係數 ρ 或 s11 時，反射訊號的大小與被測器件的輸入阻抗成正比。s11 是被測器件的阻抗與測試系統的特徵阻抗 z0 相差大小的量度。
一旦頻域資料轉換成時域資料，便可看到被測器件對階躍或衝激激勵的時域響應。時域響應可以給出各個電路元件的位置和每個元件的實際阻抗。所有這些資訊都可以直接從分析儀的顯示螢幕上看到。
3 利用選通功能來消除不需要的不連續性的影響
向量網路分析儀有一個非常有用的稱為選通的功能，選通功能可以靈活地、有選擇地去除多餘的反射或傳輸響應。一旦對時域資料使用了選通的功能，這些資料也能轉換到頻域，這樣，經過時間選通的響應也可以在頻域中進行評估。這在電纜的設計和故障診斷中十分有用。
時間選通的位置可以通過設定選通的中心位置和時間跨度來控制，也可以通過設定時間選通的起始和終止位置來控制。另外，還可以使用若干選通的形狀來得到最好的測試結果。在消除由於失配引起的誤差方面有不同的方法可用，使用選通就是其中之一，特別是在沒有非常精密的校準標準件使用時，選通功能往往是最為簡單的消除失配影響的方法。
除此之外，對測試夾具的 s 引數進行去嵌入處理、直通－反射－傳輸線 (trl) 校準和傳輸線－反射－匹配 (lrm) 校準都是先進的誤差校正技術，在要求很高的低損耗測量中這些誤差校正技術都是極其精確的。
4 簡化濾波器的調諧
由於時域測量能區別濾波器中各個諧振器的響應和耦合孔徑，故濾波器中的每個諧振器可以單獨調諧。要想在頻域中如此清晰地區分各個諧振器的響應是極其困難的，因為耦合諧振器型濾波器的互動作用屬性使得在確定哪個諧振器或耦合元件需要調諧這件工作變得極為困難。使用時域方法的主要好處在於，它可以讓缺乏經驗的調諧人員只憑簡單的操作指導便能順利地對複雜的濾波器進行調諧。
這項技術可以大大簡化和加速濾波器的調諧過程。
時域分析法，根軌跡法和頻域分析法有什麼區別？
7樓：夾谷素枝達春
時域分析法是以閉環主導極點為思想,目的在於分析系統的動態效能,即各種調節時間、超調量等等.根軌跡法是以閉環特徵方程在s平面的分佈,研究系統穩定性的(因為當極點跑到右半平面,系統將會不穩定)頻域分析法則是針對不同頻率正弦波輸入的響應的,其思想在於任何的輸入訊號,經過傅立葉變換都可以分解成許多諧波之和,它分析的就是對每一個頻率的諧波的.其本身並無太大的意義,但其衍生出來的許多方法,如奈氏圖判穩、bode圖(會在校正中用到)、穩定裕度等十分有用。
時域分析：波形及其特徵資料，峰峰值、峰值、有效值、均值、歪度、峭度和波峰因子等，軸心軌跡。
頻域分析：頻譜及其特徵資料，中心頻率、均方根頻率、頻率標準差和頻率集中度等，頻譜與轉速與時間的關係等。
根軌跡法：是開環系統某一引數從零變化到無窮大時，閉環系統特徵根在s平面上變化的軌跡。可分成常義根軌跡和廣義根軌跡。
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