20 控制系统时间响应分析3

控制系统时间响应分析

控制系统时间响应分析控制系统的时间响应分析是控制系统工程中至关重要的一个环节。

控制系统时间响应分析的目的是对系统的动态性能进行分析和评价，以便设计和改进控制系统以满足系统的性能指标和要求。

时间响应分析是分析系统动态特性最常用的方法之一，由于其简单易行、直观、实用而被广泛采用。

控制系统的时间响应是指系统在输入信号发生突变时，输出信号发生的变化情况，它是衡量控制系统动态响应能力的重要参数之一。

在时间响应分析中，我们通常关注的是控制系统的过渡过程、超调量以及调节时间。

其中，过渡过程是指系统从稳态到达目标状态所需的时间，超调量是指系统在调节过程中输出信号超过目标值的最大值的百分比，调节时间是指系统达到目标状态所需要的时间。

基于这些性能指标的分析，可以确定系统的性能表现和稳定性，进而设计和优化控制系统。

时间响应分析的基本方法是利用系统的数学模型，通过激励系统并观测其输出信号随时间的变化，进而分析系统的响应特性。

此外，还可以通过脉冲响应、阶跃响应、正弦响应等不同的激励信号来分析系统的响应特性。

在针对实际系统时，时间响应分析需要考虑系统的复杂性和非线性因素等影响因素，以便获得更加准确且实用的分析结果。

对于控制系统时间响应分析而言，评价系统的性能指标是非常重要的。

标准的性能指标包括调节时间、超调量、稳态误差和振荡等。

以调节时间为例，当系统从失稳状态开始到达稳态状态的时间越短，则表示系统的响应性能越好。

超调量表示系统在达到目标状态后，输出信号超过设定值的最大值。

稳态误差则反映了系统达到稳定状态后，系统输出值与目标值之间的偏差。

自动控制原理(时间响应分析)课件

高阶系统的数学模型
总结词
高阶系统的数学模型通常采用状态空间表示法，包括状态方程和输出方程。
详细描述
高阶系统的数学模型是描述系统动态行为的重要工具。通常采用状态空间表示法，包括状态方程和输出方程。状态方程描述了系统内部状态变量随时间的变化规律，而输出方程则描述了系统输出与内部状态变量之间的关系。通过建立高阶系统的数学模型，可以
03
数学模型
04
高阶系统的数学模型通常表示为 (G(s) = frac{a_n s^n + a_{n-1} s^{n-1} + ldots + a_1 s + a_0}{s^n + b_{n-1} s^{n-1} + ldots + b_1 s + b_0})。
实例
高阶系统的实例包括多级控制系统、复杂机械系统等。
详细描述
性能指标用于评估二阶系统的动态行为和响应特性。常见的性能指标包括超调量、调节时间和稳态误差等。这些指标可以通过系统的传递函数或状态空间方程进行计算和分析。
二阶系统的稳定性分析
总结词
二阶系统的稳定性可以通过析系统的极点和零点来判断。
VS
详细描述
稳定性是评估系统能否正常工作的关键因素。通过分析二阶系统的极点和零点，可以判断系统的稳定性。如果所有的极点都位于复平面的左半部分，则系统是稳定的。否则，系统是不稳定的。
对系统进行各种分析和设计。
高阶系统的性能指标
总结词
高阶系统的性能指标主要包括稳定性、快速性和准确性。
详细描述
高阶系统的性能指标是评估系统性能的重要依据。稳定性是指系统在受到扰动后能够回到原始平衡状态的能力。快速性是指系统对输入信号的响应速度，即系统达到稳态值所需的时间。准确性则是指系统输出与理想输出之间的误差，即系统的跟踪精度。这些性能指标在高阶系统的分析和设计中具有重要意义。

第三章系统时间响应分析

21
（注意，在实际应用时，理想的脉冲信号是不可能得到的。）
3.3 一阶系统
几点重要说明： 1. 在这里有两个重要的点：A点与0点（都与时间常数T有密切
的关系）。 2. 系统的过渡过程时间ts 。
22
3.3 一阶系统
一阶系统 G（s）的实验求法：
通过以上分析可知，若要求用实验方法求一阶系统的传递函数，
时域分析——给系统施加一输入信号，通过研究系统的输出（响应）来评价系统的性能。
如何评价一个系统性能的好坏，有一些动态和稳态的性能指标可以参考。
2
3.1 时间响应及其组成
例1
1 按照微分方程解的结构理论，这一非齐次常微分方程的解由两部分组成，即：
是与其对应的齐次微分方程的通解是其一个特解
2
3
9
3.1时间响应及其组成（瞬态响应与稳态响应）
10
3.1时间响应及其组成（瞬态响应与稳态响应）
11
3.1时间响应及其组成（瞬态响应与稳态响应）
12
3.1时间响应及其组成（瞬态响应与稳态响应）
13
3.2 典型输入信号
控制系统性能的评价分为动态性能指标和稳态性能指标两大类，为了求解系统的时间响应必须了解系统输入信号（即外作用）的解析表达式（也就是确定性信号），然而，在一般情况下，控制系统的外加输入信号具有随机性而无法预先确定，因此需要选择若干确定性信号作为典型输入信号。
（4）最后再结合G（s）＝L[w(t)]，求得G（s），即得到一阶系
统的传递函数。
23
3.3 一阶系统
稳态分量t－T也是一个斜坡函数，与输入信号斜率相同，但在时间上滞后一个时间常数T。
对于一阶系统的单位斜坡响

第三章系统的时间响应分析机械工程控制基础教案

第三章系统的时间响应分析机械⼯程控制基础教案Chp.3时间响应分析基本要求(1) 了解系统时间响应的组成；初步掌握系统特征根的实部和虚部对系统⾃由响应项的影响情况，掌握系统稳定性与特征根实部之间的关系。

(2 ) 了解控制系统时间响应分析中的常⽤的典型输⼊信号及其特点。

(3) 掌握⼀阶系统的定义和基本参数，能够求解⼀阶系统的单位脉冲响应、单位阶跃响应及单位斜坡响应；掌握⼀阶系统时间响应曲线的基本形状及意义。

掌握线性系统中，存在微分关系的输⼊，其输出也存在微分关系的基本结论。

(4) 掌握⼆阶系统的定义和基本参数；掌握⼆阶系统单位脉冲响应曲线、单位阶跃响应曲线的基本形状及其振荡情况与系统阻尼⽐之间的对应关系；掌握⼆阶系统性能指标的定义及其与系统特征参数之间的关系。

(5) 了解主导极点的定义及作⽤；(6) 掌握系统误差的定义，掌握系统误差与系统偏差的关系，掌握误差及稳态误差的求法；能够分析系统的输⼊、系统的结构和参数以及⼲扰对系统偏差的影响。

(7) 了解单位脉冲响应函数与系统传递函数之间的关系。

重点与难点重点(1) 系统稳定性与特征根实部的关系。

(2) ⼀阶系统的定义和基本参数，⼀阶系统的单位脉冲响应、单位阶跃响应及单位斜坡响应曲线的基本形状及意义。

(3) ⼆阶系统的定义和基本参数；⼆阶系统单位脉冲响应曲线、单位阶跃响应曲线的基本形状及其振荡情况与系统阻尼⽐之间的对应关系；⼆阶系统性能指标的定义及其与系统特征参数之间的关系。

(4) 系统误差的定义，系统误差与系统偏差的关系，误差及稳态误差的求法；系统的输⼊、系统的结构和参数以及⼲扰对系统偏差的影响。

难点(1) ⼆阶系统单位脉冲响应曲线、单位阶跃响应曲线的基本形状及其振荡情况与系统阻尼⽐之间的对应关系；⼆阶系统性能指标的定义及其与系统特征参数之间的关系。

(2) 系统的输⼊、系统的结构和参数以及⼲扰对系统偏差的影响。

建⽴数学模型后进⼀步分析、计算和研究控制系统所具有的各种性能。

控制系统的时域分析_一二阶时间响应

1 A
2 At 拉氏变换为： R( s )＝L 2 s3
图3-2c 加速度信号
该实验信号相当于控制系统中加入一按恒加速度变化的信号，加速度为A。当A＝1时，称为单位加速度函数。
内蒙古工业大学机械学院
第3章控制系统时域分析
4．脉冲信号
脉冲函数如右图所示，定义为
1 , r (t ) h 0, 0 t h t 0, t h
•其中： T — 时间常数；ωn—自然频率； —阻尼比；
1 n T
内蒙古工业大学机械学院
第3章控制系统时域分析
方块图
R(s)
G(S )
C(s)
-
G(S)=
(S )
2 n 1 s ( s 2n )
s ( s 2n )
2 n
?
G( S ) S (S 2n )
传递函数:
U c ( s) 1 ( s) U r (s) LCs 2 RCs 1
内蒙古工业大学机械学院
第3章控制系统时域分析
2、标准形式
微分方程
2 d c(t ) dc(t ) 2 T 2 T c(t ) r (t ) 2 dt dt
传递函数
2 C ( s) 1 n 2 ( s) 2 2 2 R( s) T s 2 Ts 1 s 2n s n
dc( t ) c( t ) r ( t ) dt
E(s) G(S)
i(t) R
ur (t )
C
uc (t )
T
C ( s) 1 R( s ) Ts 1
C(s)
R(s)
-
G(S)= ?

2022年硕士研究生考试复试控制工程基础科目考试大纲

2022年硕士研究生考试复试控制工程基础科目考试大纲一、考查目标考察学生对控制工程的基础知识的掌握程度和运用控制工程理论解决实际问题的能力。

要求考生理解和掌握工程控制基础的基本概念、基本原理和基本方法，能够运用相关知识进行控制系统研究和分析，具备分析问题和解决问题的基本能力。

为使我校硕士研究生招生考试专业科目《控制工程基础》的命题科学、完善、合理，根据国家教委课程教学指导委员会制定的《控制工程基础课程教学基本要求》和我校《控制工程基础课程教学大纲》，结合有关招生专业的实际情况，重点考核学生对控制工程的基础知识的掌握程度和运用控制工程理论解决实际问题的综合能力和创新能力。

二、考试形式与试卷结构（一）试卷满分及考试时间试卷满分为100分，考试时间为2小时。

（二）答题方式答题方式为闭卷、笔试。

（三）试卷内容结构1. 控制系统的基本概念（10%）2. 系统数学模型的建立（20%）3. 系统的时间响应与误差分析（20%）4. 系统的频率特性分析（20%）5. 控制系统的稳定性分析（20%）6. 控制系统的综合与校正（10%）（四）试卷题型结构选择题（20分）、作图题（20分）、分析计算题（60分）。

三、考查内容及要求1. 控制系统的基本概念掌握机电控制系统的组成(开环、闭环)、反馈控制的基本原理及对控制系统的基本要求。

2. 系统数学模型的建立掌握解析法建模的基本方法，了解拉氏变换并理解传递函数的基本概念，掌握运用动力学、电学及相关专业知识建立简单机械系统及电网络系统传递函数的方法，掌握控制系统方框图的变换和化简方法，理解开环和闭环传递函数的联系与区别。

3. 系统的时间响应与误差分析掌握控制系统时间响应分析方法。

掌握一、二阶系统时间响应曲线的基本形状与系统参数的关系，掌握控制系统瞬态性能指标(上升时间、调整时间、最大超调量等)的定义及计算方法。

掌握系统误差的定义以及误差和偏差的区别，理解稳态误差的概念，了解系统参数对系统误差的影响，熟练掌握误差传递函数和稳态误差的计算方法。

控制系统的时间响应实验总结

控制系统的时间响应实验总结一、实验目的本实验旨在通过实际操作，深入理解控制系统的时间响应特性，掌握时间响应分析的方法，并探究不同控制参数对系统性能的影响。

二、实验原理控制系统的时间响应是指系统对输入信号的响应随时间变化的行为。

对于线性时不变系统，时间响应分析是研究系统动态特性的重要手段。

通过时间响应分析，可以了解系统的稳定性、快速性、准确性等性能指标。

本实验主要基于一阶和二阶控制系统进行时间响应分析。

三、实验步骤1.搭建一阶和二阶控制系统模型。

2.设计输入信号，如阶跃信号、脉冲信号等。

3.采集系统输出信号，记录时间响应数据。

4.分析时间响应数据，计算性能指标，如上升时间、峰值时间、调节时间和超调量等。

5.改变控制参数，观察时间响应变化，分析参数对系统性能的影响。

6.整理实验数据，撰写实验报告。

四、实验结果及数据分析1.一阶系统时间响应分析：2.二阶系统时间响应分析：根据实验数据，我们可以得出以下结论：1.控制参数K和T对一阶系统的时间响应有显著影响。

随着K的增大，系统的快速性提高，调节时间缩短，但超调量也会相应增大。

T的增加会使系统的上升时间和调节时间延长，但对超调量的影响较小。

2.对于二阶系统，控制参数Wn和T同样对时间响应具有显著影响。

Wn较小的系统具有较好的动态性能，峰值时间和峰值振幅较小，超调量也较小。

T的增加会使系统的调节时间延长，但可以通过增加Wn来改善系统的动态性能。

3.通过对比一阶和二阶系统的实验数据，可以发现二阶系统的调节时间和调节过程的波动性通常比一阶系统更大。

这是由于二阶系统的极点分布更加复杂，其动态特性也更加多样化。

五、结论与建议本实验通过实际操作和数据分析，深入了解了控制系统的时间响应特性及其影响因素。

在实际应用中，应根据具体需求选择合适的控制参数，以获得理想的系统性能。

针对实验结果，提出以下建议：1.对于一阶系统，若需要提高系统的快速性，可适当增大K值；若需要减小超调量，可适当减小K值或增大T值。

系统时间响应分析

二阶系统的响应特性完全由ζ和 ωn两个参数决定，所以ζ、ωn是二阶系统的两个重要参数。
左半平面 ξ>0
ξ= 0
jω
右半平面 ξ<0
0 < ξ< 1
jω n
ξ=1 两个相等根
β
0
ω d=ω n
σ
ξ=0
ξ>1
jω n
两个不等根
图 3-9二阶系统极点分布
过阻尼二阶系统:传递函数可分解为两个一阶惯性环节相加或相乘,因此可视为两个一阶环节的并联，也可视为两个一阶环节的串联。
二、一阶系统的单位脉冲响应
输入信号是理想的单位脉冲函数时，系统输出称为单位脉冲响应函数或简称为单位脉冲响应。
W (s)X 0(s) G (s)X i(s)
Xi(s)L[(t)]1
W(s)G(s)
单位脉冲响应函数:系统传递函数的Laplace逆变换！！！
w(t)L1[G(s)]L1[ 1 ] Ts1
减小的，当t为时，其响应速度为零；
实验方法求一阶系统的传递函数
1. 输入单位阶跃信号，并测出它的响应曲线及稳态值； 2.从响应曲线上找出0.632（即特征点A）所对应的时间t为T
四、一阶系统单位斜坡响应
不同输入信号响应关系：
系统对输入信号导数的响应，就等于系统对该输入信号响应的导数；
系统对输入信号积分的响应，就等于系统对该输入信号响应的积分。
)时，系统的输出称为单
Xo(s) G(s)Xi(s)
X i (s) L[ (t)] 1
同样有：W (s) G (s) 单位脉冲响应是传递函数的Laplace逆变换
记d n 1，2 称 d 为二阶系统的有阻尼固有频率。

系统的时间响应分析

系统的时间响应分析时间响应分析是探索系统对输入信号做出反应的一种方法。

在这个过程中，我们研究系统输出在不同时间点的行为，以便更好地理解和预测系统的性能和稳定性。

在进行时间响应分析之前，我们需要了解输入信号和系统的数学模型。

输入信号可以是连续时间信号，也可以是离散时间信号。

系统的数学模型可以是差分方程、微分方程、差分方程的递归关系等形式。

在时间响应分析中，最常用的分析方法是通过求解系统的微分方程或差分方程获得其输出。

对于连续时间系统，我们通常使用微分方程；对于离散时间系统，我们通常使用差分方程。

在实际应用中，我们可以使用不同的方法来获得系统的时间响应。

其中最常见的方法是使用拉普拉斯变换和傅里叶变换。

拉普拉斯变换通常用于连续时间系统，而傅里叶变换则更适用于离散时间系统。

通过进行时间响应分析，我们可以获得系统的重要性能指标，如稳定性、阻尼比、自然频率等。

这些指标对于系统设计和控制至关重要。

通过对时间响应分析的研究，我们可以了解系统对不同输入信号的响应速度、衰减程度以及是否能达到稳态。

此外，时间响应分析还有助于系统的故障诊断和故障排除。

通过观察系统的时间响应，我们可以判断系统是否存在故障，并进一步确定故障的来源和性质。

总之，时间响应分析是一种重要的系统分析方法，可以帮助我们了解系统的性能和稳定性。

通过对系统输出在不同时间点的观察和分析，我们可以获得系统的重要性能指标，并进一步进行系统设计和控制的优化。

时间响应分析是系统控制理论中的一项重要内容，它用于研究系统对输入信号的响应情况。

通过分析系统在不同时间点的输出行为，我们可以获得有关系统的重要信息，例如系统的稳定性、阻尼比、自然频率等。

这些信息对于系统设计、控制和故障排除非常关键。

在进行时间响应分析之前，我们首先需要了解系统的输入信号和数学模型。

输入信号可以是连续时间信号，也可以是离散时间信号，而系统的数学模型可以是差分方程、微分方程、递推关系等表示。

在时间响应分析中，最常用的方法是通过求解系统的微分方程或差分方程来获得系统的输出。

2020控制工程原理实验报告

（理工类）课程名称：控制工程原专业班级：17机械设计制造及其自动化（1）学生学号： 1704021025 学生姓名：吴林凌所属院部：机电工程学院指导教师：刘祥建20 19 ——20 20 学年第二学期金陵科技学院教务处制实验项目名称：Matlab软件使用及典型控制系统建模实验学时： 2 同组学生姓名：实验地点： C306 实验日期： 2020.5.5 实验成绩：批改教师：批改时间：一、实验目的和要求目的：1. 学习 Matlab 的数据表示、基本运算和程序控制语句。

2. 学习用 Matlab创建控制系统模型。

要求：1. 掌握 Matlab 软件使用的基本方法。

2. 掌握用 Matlab产生系统的传递函数模型。

3. 记录程序和运行结果。

二、实验仪器和设备电脑、Matlab软件三、实验过程（1）用Matlab 软件显示如下传递函数的有理多项式模型和零极点增益模型。

（2）用Matlab 软件显示如下传递函数方框图的有理多项式模型和零极点增益模型。

四、实验数据1、实验内容（1）程序及结果记录。

程序有理多项式模型>>num=[12,24,0,20],den=[2 4 6 22];>>sys=tf(num,den)num=[1，3，2，1，1],den=[1，4，3，2，3，2];sys1=tf(num,den)sys=zpk(sys1) 零极点增益模型2、实验内容（2）程序及结果记录。

程序有理多项式模型num1=10;den1=[1,2,0];num2=[5,7];den2=[1,4,2,5];[num,den]=series(num1,den1,num2,den2);sys=tf(num,den)num1=10;den1=[1,2,0];num2=[5,7];零极点增益模型den2=[1,4,2,5];[num,den]=series(num1,den1,num2,den2);sys=tf(num,den)sys1=zpk(sys)实验项目名称：系统时间响应分析仿真实验学时： 2 同组学生姓名：实验地点： C306实验日期： 2020.5.7 实验成绩：批改教师：批改时间：一、实验目的和要求1. 学习瞬态性能指标的测试方法（σ、ts、tp）。

第三章系统的时间响应分析.pptx

华中科技大学易朋兴
2020/7/21
机械工程控制基础
10
3.1 时间响应及其组成
➢ 控制系统中典型输入信号
单位脉冲信号
单位阶跃信号
单位斜坡信号
单位抛物线信号
正弦信号
随机信号
华中科技大学易朋兴
2020/7/21
机械工程控制基础
11
3.2 一阶系统时间响应
➢ 一阶系统：微分方程
传递函数：
T：时间常数
若存在特征根具有正实部，若存在特征根实部为0，
系统自由响应项发散，其余实部为负，则自由响应
系统不稳定
称为瞬态响应项等幅振荡
系统临界稳定
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2020/7/21
机械工程控制基础
9
3.1 时间响应及其组成
➢ 系统特征根si：系统的特征根影响系统自由响应的收敛性和振荡特性
➢ 结论
➢ 特征根实部影响自由响应项的收敛性
13
T：时间常数
单位脉冲响应
单位阶跃信号
单位斜坡信号
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2020/7/21
机械工程控制基础
14Biblioteka 3.2 一阶系统时间响应➢ 一阶系统：微分方程
传递函数：
T：时间常数
➢ 性能指标：调整时间ts
➢ 一阶系统地阶跃输入作用下，达到稳态值的（1-△）所需要的时间（ △为允许误差）稳态值
△·稳态值
➢ 若所有特征根均有负实部，系统自由响应项收敛，系统稳定，此时自由响应称为瞬态响应，强迫响应项称
为稳态响应
➢ 若存在特征根实部为正，系统自由响应项发散，系统不稳定
➢ 若存在特征根实部为0，其余实部为负，则自由响应等幅振荡,系统临界稳定

第三章控制系统的时域分析—3高阶系统时域分析

(s
5(s 2)(s 3) 4)(s2 2s 2)
s3 4
s1,2 1 j
c(t) 1 15 e4t 10 2et cos(t 3520 )
4
结论：高阶系统的响应，是由一阶系统和二阶系统的
时间响应函数项叠加而成。只有所有闭环极点都具有负
实部，即所有极点均位于左半S平面，系统才是稳定的。闭环极点负实部的绝对值越大，其对应的响应分量衰减
i 5 0
且s1,
远离零点
2
zk
,
衰减慢。
C(s) (s)R(s) N (s) 1 （首1） D(s) s
s1,2 0 j0
二阶主导极点
1 s
N (s)
•
D(s)
1 s
s
s1
1 s s1
N (s)
•
D(s)
1 s
s
s2
1 s s2
16
C(s)
1 s
N (s)
•
首先讨论典型三阶系统的瞬态响应，然后进行更具一般形式的高阶系统的瞬态响应分析。从下面的讨论中，可以看到:
高阶系统的瞬态响应是由若干个一阶系统和二阶系统的瞬态响应线性叠加而成。
1
1.三阶系统的单位阶跃响应
典型三阶系统的闭环传函可表示成：
(s)
C(s) R(s)
(s
P)(s2
Pn 2 2ns
n2 )
15 4 1 4 1 4(7 j) 1 4(7 j)
s s 4 s 1 j
s 1 j
c(t ) L1[C(s)] 1 [15 e4t (7 j)e(1 j)t (7 j)e(1 j)t )] 4
1 15 e4t 10 2et cos(t 3520 ) 4 14

控制工程,控制系统的时间响应分析实验报告

控制工程,控制系统的时间响应分析实验报告实验目的：
1、了解控制系统的时间响应。

2、通过实验掌握一阶惯性环节和二阶惯性环节的时间常数对系统时间响应的影响。

3、通过实验掌握如何利用MATLAB软件绘制系统的单位阶跃响应曲线。

实验原理：
控制系统的时间响应分为三个阶段：静态过程、动态过程和稳态过程。

静态过程：是指从系统没有被激励时到系统开始响应的时间段。

此阶段的特点是系统的输出仍处于最初的状态，并且在此过程中系统输入信号的变化不会影响系统的输出。

稳态过程：是指在稳定状态下，系统的输出呈现出稳定的状态，此时系统输出的波动已经趋近于0。

一阶惯性环节：
当系统被激励时，一阶惯性环节的时间响应曲线通常呈现出下列形式：
y(t) = Kp(1-e^(-(t-Td)/τ))
y(t)表示t时刻系统的输出，Kp是系统的比例增益，Td表示系统的传递延迟时间，τ是传递恒量。

y(t) = Kp[1-2e^(-(ξω_n) t)cos(ω_n√(1-ξ^2)t)+e^(-(2ξω_n) t)]
实验步骤：
1、利用实验箱FT1218一阶惯性环节模块和二阶惯性环节模块搭建图示电路。

3、记录实验数据，并对单位阶跃响应曲线进行分析并作出梯形图。

实验结果：
Kp=2.0，τ=1.0，Td=0.0
单位阶跃响应曲线：
梯形图：
从实验中我们可以看出，在一阶惯性环节中，随着时间的增加，响应曲线逐渐接近1.0，趋于平稳，其响应速度较慢，响应波动较小。

在工程实际应用中，需要根据实际控制对象的特性，选择更合适的控制模型，以达到更好的控制效果。

plc 指标20ms -回复

plc 指标20ms -回复什么是PLC？PLC（Programmable Logic Controller）中文翻译为可编程逻辑控制器，是一种用于自动化控制系统的电子设备。

它使用数字计算机和专用外围设备进行控制，适用于各种工业场所和设备的自动化控制。

PLC可以根据预先编写的程序进行逻辑运算、接口控制和数据处理等操作，实现自动化生产过程中的各种控制任务。

PLC指标20ms是什么意思？PLC指标20ms是指PLC的响应速度。

在自动化控制中，响应速度是衡量PLC性能的重要指标之一。

它体现了PLC在接收到输入信号后，进行相应的输出操作所需的时间。

PLC指标20ms表示PLC可以在20毫秒内完成从接收到输入信号到产生输出信号的整个过程。

PLC的响应速度为什么重要？PLC的响应速度直接影响到自动化系统的实时性和准确性。

在工业生产中，许多控制任务需要在短时间内完成，比如监测和控制生产线的速度、实时处理传感器数据等。

如果PLC响应速度过慢，可能导致无法及时响应变化的输入信号，从而影响到整个生产过程的安全性和效率。

而PLC指标20ms表明PLC可以在20毫秒内完成响应，这意味着PLC 能够快速接收输入信号并产生输出信号。

这种高速响应的能力使得PLC能够满足许多高要求的自动化控制任务，确保生产过程的准确性和稳定性。

如何实现PLC的高速响应？要实现高速响应的PLC，需要考虑以下几个方面：1. 硬件选型：选择高性能的PLC硬件设备，包括处理器、输入输出模块等。

这些硬件组件的性能决定了PLC的速度和精度。

2. 编程优化：合理编写和优化PLC的程序，减少冗余代码和不必要的计算，提高程序运行效率。

使用高级编程语言和算法，如层次化结构、状态机等，可以简化程序并提高运行速度。

3. 信号传输和处理：确保输入信号的传输速度和稳定性，避免信号延迟或丢失。

采用高速的通信协议和设备，如以太网或专用的总线系统，可以提高信号传输速度和可靠性。

控制系统的时间响应

2021/3/10
讲解：XX
7
（4）脉冲函数(Impulse function)
r(t)
0 t 0 或 t 0 a
r
(t
)
lim0
a
0t
R(s) a
0
t
当a=1时的脉冲函数，称为单位脉冲函数,记为
δ(t)。
当系统输入为单位脉冲函数时，其输出响应称
为脉冲响应函数。由于δ(t)函数的拉氏变换等于1，
（3）便于进行系统辨识，确定未知环节的参数和传递函数。
常用的典型输入信号有阶跃信号、斜坡信号、加速度信号、脉冲信号及正弦信号。
2021/3/10
讲解：XX
4
（1）阶跃函数(Step function)
r
(t)
0 a
t0 t0
r(t)
a
R(s) a s
0
t
这意味着t=0时突然加到系统上的一个幅值不
T 2T 3T 4T t
讲解：XX
16
特点（1）一阶惯性系统总是稳定的，无振荡。
（2）经过时间T，曲线上升到0.632的高度。反过来，
如果用实验的方法测出响应曲线达到0.632的时间，即是惯性环节的时间常数。
（3）经过时间3T～4T，响应曲线达稳定值的95％～
98％，可以认为其调整过程已经完成，故一般取调
lg
e t
lg1
xo
t
其中 1 lg e 为常数。
T
判别系统是否为惯性环节
测量惯性环节的时间常数
2021/3/10
讲解：XX
18
5.2.3 一阶系统的单位脉冲响应
单位脉冲输入为
xi (t) (t) Xi (s) 1