大家好,感谢邀请,今天来为大家分享一下二阶系统上升时间的问题,以及和二阶调节时间Ts怎么算的一些困惑,大家要是还不太明白的话,也没有关系,因为接下来将为大家分享,希望可以帮助到大家,解决大家的问题,下面就开始吧!
本文目录
- 二阶系统tr是什么
- 一阶系统为什么比二阶系统慢
- 二阶系统的时间响应问题
- 二阶系统的暂态性能指标中,下列描述中不正确的是( )。
- 上升时间和峰值时间有什么区别吗
- 二阶闭环系统的频率特性曲线
- 为什么二阶系统的阻尼比越小,上升时间越小
一、二阶系统tr是什么
上升时间tr计算公式:Tr=0.35/BW,脉冲信号的上升时间是指脉冲瞬时值最初到达规定下限和规定上限的两瞬时之间的间隔。
除另有规定之外,下限和上限分别定为脉冲峰值幅度的10%和90%。在控制领域中,上升时间是指响应曲线从零时刻到首次达到稳态值的时间。
通常定义为响应曲线从稳态值的10%上升到稳态值90%所需的时间。脉冲信号的上升时间是指脉冲瞬时值最初到达规定下限和规定上限的两瞬时之间的间隔。除另有规定之外,下限和上限分别定为脉冲峰值幅度的10%和90%。
1、刷过ecu后,车对汽油的品质要求会变得更高。如果使用低质的汽油,则会损害车辆。
2、对温度的要求更高。刷过ecu后发动机超频工作,没有优秀的冷却系统则会对发动机的寿命会有影响。
3、4S店可以拒保。刷了ECU的车辆,4S店可以拒绝提供质保。
二、一阶系统为什么比二阶系统慢
1、一阶系统时间常数越大,系统单位阶跃响应越慢。
2、设单位阶跃信号r(t)=1(t),其拉氏变换为R(t)=1/s。
3、按照动态性能定义,调节时间等于3T(△=5%)或4T(△=2%)。
4、时间常数T决定正反馈系统中的增长或减少的速度。当时间常数大时(或CONST小),相应的LEV(t)为较平缓的增长曲线。反之,LEV(t)为较陡峭的变化曲线。
5、动态性能是系统性能的一个十分重要的指标,通常用阶跃信号作用来测定系统的动态性能。一般认为,阶跃信号对于系统来说是十分严峻的工作状态,因为阶跃信号中存在跃断点(不连续点)。
6、针对零初始状态系统在单位阶跃输入下的响应情况,定义了一系列动态性能指标,用以评判系统的动态性能,如超调量、衰减比、上升时间、调节时间、峰值时间等等。
7、对于典型的输入信号,如冲激信号、阶跃信号、斜坡信号等,都建立有响应模型(在此即单位阶跃响应模型)。根据模型,可以快速判断出实际系统的动态性能指标参数,只需要代入实际系统的相关测量参数,就可以定量分析其性能指标。
8、参考资料来源:百度百科-单位阶跃响应
9、参考资料来源:百度百科-一阶系统
三、二阶系统的时间响应问题
瞬态响应是指系统的输出从输入信号r(t)作用时刻起,到稳定状态为止,随时间变化的过程。分析系统的瞬态响应,可以了解系统的稳态性能(稳定性)和过渡过程的性能。分析系统的瞬态响应,有以下 *** :
3.计算机仿真法本小节首先讨论典型输入信号、性能指标等内容,然后讨论一阶、二阶系统的瞬态响应,最后讨论如何处理高阶系统的瞬态响应问题。一、典型输入信号(一)阶跃信号阶跃信号的表达式为:
当A=1时,则称为单位阶跃信号,常用1(t)表示,如图3-1所示。
(二)斜坡信号斜坡信号在t=0时为零,并随时间线性增加,所以也叫速度信号。它等于阶跃信号对时间的积分,而它对时间的导数就是阶跃信号。斜坡信号的表达式为:
(三)抛物线信号抛物线信号也叫加速度信号,它可以通过对斜坡信号的积分而得。抛物线信号的表达式为:
当A=1时,则称为单位抛物线信号,如图3-3所示
(四)脉冲信号单位脉冲信号的表达式为:
其图形如图3-4所示。是一宽度为ε,高度为1/ε的矩形脉冲,当ε趋于零时就得理想的单位脉冲信号(亦称δ(t)函数)。
(五)正弦信号正弦信号的表达式为:
其中A为幅值,ψ=2π/T为角频率。二、系统的性能指标系统的瞬态性能通常以系统在初始条件为零的情况下,对单位阶跃输入信号的响应特性来衡量,如图3-6所示。这时瞬态响应的性能指标有: 1.更大超调量σp——响应曲线偏离稳态值的更大值,常以百分比表示,即
更大超调量说明系统的相对稳定性。2.延滞时间td——响应曲线到达稳态值50%所需的时间,称为延滞时间。3.上升时间tr——它有几种定义:
�(1)响应曲线从稳态值的10%到90%所需时间;
�(2)响应曲线从稳态值的5%到95%所需时间;
�(3)响应曲线从零开始至之一次到达稳态值所需的时间。一般对有振荡的系统常用“(3)”,对无振荡的系统常用“(1)”。4.峰值时间tp——响应曲线到达之一个峰值所需的时间,定义为峰值时间。5.调节时间ts——响应曲线从零开始到进入稳态值的95%--105%(或98%--102%)误差带时所需要的时间,定义为调节时间。
对于恒值控制系统,它的主要任务是维持恒值输出,扰动输入为主要输入,所以常以系统对单位扰动输入信号时的响应特性来衡量瞬态性能。这时参考输入不变、输出的希望值不变,响应曲线围绕原来工作状态上下波动,如图3-7所示。
四、二阶系统的暂态性能指标中,下列描述中不正确的是( )。
ts=3/(ωnξ)(误差?=0.05时)
ts=4/(ωnξ)(误差?=0.02时)
阻尼比与上升时间tr、峰值时间tp、超调量σ%和调节时间ts都直接相关,进而影响系统动态性能的好坏。结合4个公式,判断AC选项正确。
B项,一般情况下,系统在欠阻尼情况下工作。
D项,幅频特性A(ω)=A,相频特性φ(ω)=-τω,相对谐峰振值
Mr-1≤Δ。由公式可得,在允许误差范围为0时,当
时,即阻尼比ξ为0.707时,A(ω)更大,则ξ=0.707为更佳阻尼比。
五、上升时间和峰值时间有什么区别吗
1、上升时间是指响应曲线从零时刻到首次达到稳态值的时间,通常定义为响应曲线从稳态值的10%上升到稳态值90%所需的时间。
2、峰值时间通常指系统单位阶跃响应曲线超过其稳态值而达到之一个峰值所需要的时间。
1、对于一阶系统来说,理论上不存在响应峰值,所以也就没有峰值时间,只有上升时间。对于过阻尼的二阶系统也是这样,只有上升时间。
2、峰值时间的概念一般只有欠阻尼的二阶系统才有,因为欠阻尼二阶系统存在响应峰值,存在超调量。
1、上升时间是对系统阶跃响应进行描述的常用量。
2、峰值时间属于描述系统阶跃响应的一个参量,可以被用来对系统进行分析。峰值时间对噪声较为敏感,因此在实际系统评价中,峰值时间应用较少。
六、二阶闭环系统的频率特性曲线
二阶闭环系统的频率特性曲线C1=2u,C2=1u,R=4K。
二阶系统的过渡过程主要包括上升时间、下降时间、峰值时间和调节时间。上升时间是步进响应曲线从0.1到0.9的时间,下降时间是响应曲线从0.9到0.1的时间,峰值时间是响应曲线达到峰值的时间,调节时间是在达到稳态后,输出在容许误差范围内的时间。二阶系统的过渡过程对系统的稳定性和控制性能有很大影响。
二阶系统的稳态性能通常由稳态误差系数和稳态响应曲线来表征。稳态误差系数是输出与输入之间的差异,包括静态误差系数、动态误差系数和速度误差系数等。稳态响应曲线是在输入保持不变时,系统达到稳态的响应曲线。稳态性能对于系统的精度和稳定性非常重要。
频率响应特性是指系统对不同频率输入的响应。二阶系统的频率响应通常由振荡频率和阻尼比来表征。振荡频率是系统输出中的振荡频率,阻尼比则是振荡频率与衰减率之间的比值。频率响应特性对系统的稳定性和动态特性有很大影响。
稳定性是衡量系统可控性的重要指标。二阶系统的稳定性可以通过根轨迹来分析。当根轨迹位于左侧实轴上时,系统是稳定的。当根轨迹越靠近右侧实轴时,系统的稳定性越差。
综上所述,二阶系统具有过渡过程、稳态性能、频率响应特性和稳定性等多种特性。这些特性对于控制系统的设计和调整非常重要,可以帮助工程师们有效地优化控制系统,并提高控制系统的性能和稳定性。
七、为什么二阶系统的阻尼比越小,上升时间越小
二阶系统阻尼比ζ越小,上升时间tr则越小;ζ越大则tr越大。固有频率ωn越大,tr越小,反之则tr越大。固有频率具有角速度的量纲,而阻尼比为无量纲参量。
系统的行为由上定义的两个参量——固有频率ωn和阻尼比ζ所决定。
当ζ=1时,γ的解为一对重实根,此时系统的阻尼形式称为临界阻尼。
当ζ>1时,γ的解为一对互异实根,此时系统的阻尼形式称为过阻尼。
当0<ζ<1时,γ的解为一对共轭虚根,此时系统的阻尼形式称为欠阻尼。在欠阻尼的情况下,系统将以圆频率相对平衡位置作往复振动。
模态阻尼准确的来讲是模态阻尼比,定义成每阶模态下与临界阻尼的比率。模态阻尼一般的模态测试中可以直接测试得到,一般从0.01到高阻尼系统的0.15或者更高。
与质量矩阵成正比的部分当频率趋于零时,变得无穷大,随着频率的增加而迅速变小;与刚度矩阵成正比的部分,则随着频率的增加而线性增加。
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