第四章: 三阶系统零点分布与响应曲线变化趋势的仿真和研究。本章主要对零点的分布情况进行了分类,并通过MATLAB仿真来比较不同零点分布下,系统动态性能指标的变化趋势,并进行归纳和总结。
2 高阶系统的时域分析
在日常生活中,控制系统随处可见,很多的自动控制设备都采用了高阶系统来进行控制。本文选取三阶系统作为研究对象,三阶系统是高阶系统的一种。很多三阶系统不能用一阶和二阶系统进行近似表示,这类三阶系统动态性能的确定往往比较困难。对三阶系统动态性能的近似分析,可以利用闭环主导极点作为切入点,得出三阶控制系统动态性能指标的估算公式[10]。
2.1 高阶系统的单位阶跃响应
反馈系统的闭环传递函数一般为如下形式
(2-1)
在一般的情况下,G(s)和H(s)都是s的多项式之比,所以式(2-1)可以表示成
(2-2)
对式(2-2)的分母多项式和分子多项式分别进行因式分解,可以方便我们求出高阶系统的单位阶跃响应。这种分解的方法,可以采用高次代数方程的近似求根法,或者采用根轨迹法,也可以使用计算机的求根程序。因此,可知式(2-2)必定可以表示为如下因式的乘积形式:
(2-3)
式中, ; 为M(s)=0的根,称为闭环零点; 为D(s)=0的根,称为闭环极点。因为M(s)和D(s)的多项式均是实系数的,所以 和 只有可能是实数或者共轭复数。对于实际应用中的控制系统来说,往往所有的闭环极点都是不相同的,在输入为单位阶跃函数的时候,对输出量进行拉式变化可以得到下式 MATLAB一类控制系统零点与响应曲线变化趋势研究(3):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_21990.html