系统动态特性分析
刚柔耦合机械系统动态特性仿真与分析
刚柔耦合机械系统动态特性仿真与分析近年来，随着科技的不断发展和机械工程领域的进步，刚柔耦合机械系统逐渐成为了研究热点。
刚柔耦合机械系统由刚性部分和柔性部分组成，刚性部分负责传递力量和实现运动控制，而柔性部分则通过弹性变形来减小冲击和振动。
动态特性仿真与分析的研究，可以帮助我们更好地了解刚柔耦合机械系统的运动规律和优化设计。
刚柔耦合机械系统是一个复杂且多变的系统，因此进行仿真和分析是必不可少的一步。
在进行仿真前，我们需要建立系统的数学模型。
数学模型可以描述系统的运动方程和力学关系，是进行仿真与分析的基础。
通过数学模型，我们可以对系统的动态特性进行定量描述，如自然频率、振型等。
一种常见的建模方法是基于有限元分析（FEA）。
FEA可以将复杂的几何结构离散为许多小的有限元，通过求解有限元的位移和变形来分析整体系统的动态响应。
对于刚柔耦合机械系统而言，我们可以将刚性部分建模为刚体，柔性部分建模为弹簧或梁。
通过选择合适的单元类型和约束条件，可以模拟系统在不同载荷下的振动响应和应力分布。
在进行仿真分析时，需要考虑到系统的初始条件和边界条件。
初始条件包括系统的初始位置、速度和加速度等。
边界条件则包括约束和外部施加力等。
通过改变这些条件，我们可以研究系统在不同工况下的响应情况。
例如，可以研究系统在不同频率下的共振现象和应力集中情况，以评估系统的可靠性和安全性。
刚柔耦合机械系统的动态特性仿真与分析可以帮助我们优化系统设计和改进产品性能。
通过仿真，我们可以在不同参数和条件下评估系统的响应，从而提供优化设计方案的依据。
例如，在设计机器人手臂时，我们可以通过仿真分析手臂的振动频率和振幅，进而改进结构和材料的选择，以提高手臂的工作稳定性和精度。
此外，仿真和分析还可以帮助我们预测系统的故障和损坏。
通过分析系统在不同载荷下的应力和变形分布，我们可以评估系统的强度和刚度，以判断系统是否会发生破坏性失效。
这对于预防事故和优化维护策略具有重要意义。
机械系统动态特性的数值模拟与分析
机械系统动态特性的数值模拟与分析随着技术的进步和计算机科学的发展，数值模拟成为分析机械系统动态特性的一种重要工具。
它可以帮助我们更好地理解机械系统的运行方式，揭示其中的隐含规律，为机械系统的设计、优化和故障诊断等方面提供依据。
一、数值模拟的基本原理数值模拟是通过计算机对机械系统的物理现象进行数值化描述和模拟。
它基于数学建模和计算机仿真的方法，通过离散化物理行为和力学规律，将复杂的机械系统问题简化为数值计算问题，从而实现对动态特性的分析和预测。
二、数值模拟在机械系统动态特性分析中的应用1. 动力学分析数值模拟可以通过建立相应的数学模型来分析机械系统的动力学特性。
例如，在机械系统中引入质量、刚度和阻尼等参数，通过数值计算可以模拟出机械系统在不同工况下的振动响应，进而评估系统的稳定性和可靠性。
2. 振动噪声分析机械系统的振动噪声是其动态特性的重要指标之一。
数值模拟可以模拟机械系统在运行过程中的振动情况，进而分析振动噪声的来源和传播路径，并提出相应的控制和改善措施。
3. 疲劳寿命评估机械元件由于长期工作可能会出现疲劳破坏，数值模拟可以估计机械元件在不同工况下的应力和变形分布，进而评估其疲劳寿命，并提出延长寿命的措施。
4. 故障诊断与预测机械系统的故障诊断和预测是提高系统可靠性和安全性的重要手段。
通过数值模拟，我们可以模拟机械系统在故障状态下的振动和噪声特性，进而对故障进行诊断和预测，并制定相应的维修和更换策略。
三、数值模拟的优势和挑战数值模拟在机械系统动态特性分析中具有以下优势：1. 灵活性：数值模拟可以按照需要灵活调整模型和参数，方便地进行不同的参数敏感性研究。
2. 经济性：相比于传统试验方法，数值模拟具有成本低、可重复性强等优势，帮助降低了研究和开发的费用。
3. 高效性：数值模拟可以在较短的时间内完成大规模的计算和分析工作，提高了研究工作的效率和产出。
然而，数值模拟在机械系统动态特性分析中还面临着以下挑战：1. 模型精度：数值模拟的准确性和模型精度直接关系到分析结果的可靠性。
典型系统动态性能和稳定性分析
典型系统动态性能和稳定性分析系统动态性能和稳定性是指在外部扰动下，系统的响应速度和稳态特性。
这是评估系统质量和优化系统设计的重要指标。
在典型系统设计中，系统通常被建模为一个传递函数，可以用来描述系统的输出响应，其输入是系统输入和一些可能存在的扰动。
传递函数常常是一个复杂的非线性方程，需要使用线性化技术进行分析。
系统动态性能和稳定性可以通过研究系统的极点和零点来评估。
极点是传递函数的根，它们对系统的稳定性和动态响应有很大的影响。
一个系统是稳定的，当且仅当其所有极点的实部都小于零。
如果系统有一个或多个极点实部为正，那么它是不稳定的，并且会发生震荡或失控的行为。
因此，一个良好的系统设计应确保其所有极点都在复平面的左半面。
另一方面，零点是传递函数的根，它们在系统的频率响应和零状态响应中起着重要作用。
零点是传递函数的一个参数，表示在某个频率下传递函数被抵消或消除。
零点分布的位置对于系统的稳定性和响应都有重要的影响。
如果系统有零点，它们会抵消或消除特定频率下的输入信号。
因此，一个良好的系统设计应该尽可能使其零点靠近频率对应的极点，以达到良好的过渡特性和稳态精度。
系统的动态性能和稳定性可以通过研究系统的传递函数和控制策略来优化。
传递函数中的极点和零点分布可以通过调整系统参数或控制器参数来影响。
此外，使用优化方法，如PID控制器优化或系统识别方法，也可以改善系统性能。
这些方法可以帮助设计人员分析和优化系统响应，并提高系统的稳定性和性能。
在实际应用中，为了确保系统响应的快速性和稳定性，设计人员还可以使用高级控制技术，如预测控制、自适应控制和模糊控制。
这些技术可以更精细地控制系统，并通过自适应和智能控制来改善系统性能。
总之，系统的动态性能和稳定性是系统质量的重要指标，设计人员可以通过研究系统的传递函数和控制策略，以及应用高级控制技术来优化系统性能，从而实现快速响应和精确控制。
自控实验—二三阶系统动态分析
自控实验—二三阶系统动态分析在自控实验中，二、三阶系统动态分析是非常重要的一部分。
通过对系统的动态性能进行分析，可以评估系统的稳定性、响应速度和稳态误差等方面的性能。
本次实验将使用PID控制器对二、三阶系统进行实时控制，并通过实验数据对系统进行动态分析。
首先，我们先了解什么是二、三阶系统。
在控制系统中，系统的阶数表示系统传递函数的阶数，也可以理解为系统动态特性的复杂程度。
二阶系统由两个极点和一个零点组成，三阶系统由三个极点和一个零点组成。
二、三阶系统的动态响应特性与极点位置有关，不同的极点位置对系统的稳定性、响应速度和稳态误差等性能有着不同的影响。
在实验中，我们将使用PID控制器对二、三阶系统进行控制。
PID控制器是一种经典的比例-积分-微分控制器，可以根据误差信号进行调节，通过调整比例系数、积分时间和微分时间来控制系统的响应特性。
实验中，我们将根据二、三阶系统的实时数据进行PID参数调整，以达到控制系统的稳定和快速响应的目的。
在进行实验前，我们首先需要对二、三阶系统进行建模。
二、三阶系统的传递函数通常表示为：二阶系统：G(s) = K / (s^2 + 2ξω_ns + ω_n^2)三阶系统：G(s) = K / (s^3 + 3ξω_ns^2 + 3ω_n^2s + ω_n^3)其中，K表示系统的增益，ξ表示系统的阻尼比，ω_n表示系统的自然频率。
通过实验数据的统计和分析，我们可以估计出系统的K、ξ和ω_n的值，并据此进行PID参数的调整。
接下来，我们进行实验。
我们首先将PID控制器的参数设为初始值，然后对系统进行实时控制，并记录系统输出的数据。
通过对这些数据进行分析，我们可以得到系统的稳态误差、响应时间和超调量等性能指标。
对于二阶系统，我们将分析以下几个方面的性能：1.稳态误差：通过比较实际输出值与目标值之间的差异，可以得到系统的稳态误差。
常见的稳态误差有零稳态误差、常数稳态误差和比例稳态误差等。
机械系统的动态特性与响应分析
机械系统的动态特性与响应分析机械系统的动态特性与响应分析是机械工程中非常重要的研究领域，它关注的是机械系统在受到外界激励时的响应情况以及系统的稳定性和动态性能。
本文将围绕这个主题展开论述，并着重分析机械系统的特性及其影响因素。
一、机械系统动态特性的描述机械系统的动态特性通常通过其传递函数来描述。
传递函数是输入和输出之间的关系函数，它可以反映系统对不同频率信号的响应情况。
一般来说，机械系统的传递函数可以用以下数学表达式表示：H(s) = Y(s) / X(s)其中，H(s)是传递函数，Y(s)是输出信号的 Laplace 变换，X(s)是输入信号的 Laplace 变换，s是复变量。
传递函数的形式和参数可以反映出机械系统的动态特性。
常见的机械系统包括弹簧、阻尼器、惯性质量等组成的简单系统，以及复杂的机械结构如机器人、振动台等。
不同机械系统的传递函数形式各异，需要根据具体的系统结构和工作原理进行建模和分析。
二、机械系统动态响应的特点机械系统在受到外界激励时会产生不同的响应，其特点主要包括以下几个方面：1. 频率响应：机械系统对不同频率激励信号的响应情况不同。
某些频率激励信号可能会引发机械系统的共振现象，导致振幅急剧增大，甚至破坏系统的稳定性。
2. 相位响应：机械系统对激励信号的相位有一定的延迟响应。
相位响应可以影响系统的稳定性和动态性能。
3. 阻尼特性：机械系统的阻尼特性对系统的响应特点有显著影响。
阻尼系数的大小和类型决定了系统的振荡过程和衰减速率。
4. 稳定性分析：机械系统的稳定性是指系统在受到外界激励时是否保持有界响应。
通过稳定性分析，可以确定系统在不同参数配置下的稳定范围，并进行优化设计。
三、影响机械系统动态特性的因素机械系统的动态特性受到多方面因素的影响，主要包括以下几个方面：1. 结构刚度：机械系统的结构刚度会直接影响系统的共振频率和振动模态。
刚度越大，共振频率越高，系统对高频激励信号的响应越灵敏。
机械系统的动态特性分析与优化
机械系统的动态特性分析与优化机械系统是由各种不同的部件和组成部分组成的复杂系统，其动态特性对于系统的性能和运行稳定性有着重要的影响。
动态特性分析与优化是提高机械系统运行效率和可靠性的关键一环。
本文将从动态特性分析、优化方法和实例应用等方面展开论述。
首先，动态特性分析是了解机械系统运行过程中所表现出的动态变化的过程。
通过对机械系统的振动、冲击和响应等方面的分析，可以评估系统的稳定性、可靠性和耐久性等参数。
动态特性分析可以通过实验或仿真方法进行，其中仿真方法通过建立数学模型来模拟机械系统的运行过程，更具有灵活性和可控性。
在动态特性分析过程中，可以通过振动分析仪器、传感器和数据采集系统等设备来获得系统振动响应的数据，进而得到系统的频率响应、模态参数和阻尼特性等信息。
动态特性分析的结果可以为机械系统的优化提供参考依据。
优化方法包括系统结构的改进、设计参数的调节和控制策略的优化等。
通过改进系统结构，例如减少零件数量、增加刚度和稳定性等，可以提高系统的整体响应能力和振动特性。
调节设计参数可以根据动态特性分析的结果来优化系统的模态参数。
例如，在振动频率分析中，如果发现系统存在频率接近的共振点，可以通过调节和优化设计参数，例如材料和质量分布等，来避开共振区域。
控制策略的优化可以通过仿真模型进行，通过模拟实际运行环境和负载情况，来优化系统的控制方法和响应速度。
接下来，我们将以减振器为例来说明动态特性分析与优化的实际应用。
减振器作为机械系统中常见的动态控制装置，其主要功能是通过消耗能量来减小系统振动幅度，提高系统的稳定性。
减振器的设计和优化需要考虑系统振动频率、阻尼比和质量等。
动态特性分析可以通过测量系统的振动特征和响应时间，来确定减振器的设定参数和位置。
根据分析结果，可以选择合适的减振器类型、阻尼比和质量等来达到减小系统振动的目的。
此外，减振器的优化也可以通过增加减振器的阻尼量和改变弹簧刚度等来提高系统的动态特性。
机械系统动态响应特性分析与优化设计
机械系统动态响应特性分析与优化设计引言：机械系统的动态响应特性是指系统在受到外界扰动时，如何响应并回复到平衡状态。
这对于机械系统的性能和稳定性有着重要的影响。
因此，通过对机械系统动态响应特性的分析与优化设计，可以提高机械系统的工作效率与可靠性，进一步提升产品的质量。
一、动态响应特性分析机械系统的动态响应特性受到多种因素的影响，其中包括系统的结构、材料、工艺和外界环境等等。
在进行动态响应特性分析时，首先要确定系统的数学模型，并基于该模型进行仿真与计算。
然后，可以通过以下几个方面来评估系统的动态响应特性：1. 自由振动频率和模态分析：自由振动频率是指系统在无外界激励下的振动频率，而模态分析则是指系统各个振动模态的特性分析。
通过对系统的自由振动频率和模态进行分析，可以了解系统的共振状态和受力情况。
2. 阻尼特性分析：阻尼是指系统在振动过程中所受到的能量耗散的现象。
通过对系统的阻尼特性进行分析，可以评估系统的振动峰值和稳定性。
3. 响应过程分析：响应过程分析是指系统在受到外界激励后的振动响应过程。
通过分析响应过程，可以了解系统对外界激励的敏感程度和响应速度。
二、优化设计方法在进行机械系统的动态响应特性优化设计时，可以采用以下几个方法：1. 结构优化设计：结构优化设计是指通过改变系统的结构参数来提高系统的动态响应特性。
例如，通过改变材料的选择、减小零件的质量等方式来提高系统的自然频率和模态。
2. 阻尼优化设计：通过优化系统的阻尼参数，可以改变系统的阻尼特性，从而提高系统的稳定性。
例如，通过增加阻尼材料或者调整阻尼装置的形式和参数来实现。
3. 激励优化设计：激励优化设计是指通过改变外界激励的形式和参数来改善系统的动态响应特性。
例如，通过改变激励频率、幅值和方向的方式来减小系统的共振现象。
三、案例分析以汽车悬挂系统为例，进行动态响应特性分析与优化设计。
首先，建立汽车悬挂系统的数学模型，并进行仿真与计算。
然后，通过分析系统的自由振动频率和模态，可以找到悬挂系统存在的共振问题。
机械传动系统的动态特性分析与控制
机械传动系统的动态特性分析与控制一、引言机械传动系统是工程中十分常见的一种系统，它通过传递力和运动实现机械设备的正常工作。
然而，在实际应用中，机械传动系统的动态特性会对其性能和稳定性产生重要影响。
因此，对机械传动系统的动态特性进行分析与控制具有重要的理论和实际意义。
二、机械传动系统的动态特性1. 驱动力的影响：机械传动系统的驱动力对于其动态特性有着重要影响。
驱动力的大小和变化规律会直接影响到机械传动系统的速度响应和负载能力。
因此，我们需要准确地分析驱动力对机械传动系统的影响，并加以控制。
2. 转动惯量的影响：机械传动系统中的旋转部件的转动惯量也是影响其动态特性的重要因素。
转动惯量的大小决定了机械传动系统的惯性和响应速度。
在设计和控制过程中，我们需要根据实际需求和系统要求合理选择和调整转动惯量，以优化系统的动态特性。
3. 系统刚度和阻尼的影响：机械传动系统的刚度和阻尼也会对其动态特性产生重要影响。
刚度的大小决定了系统的抗变形能力，而阻尼则影响系统的振动能量消散能力。
通过合理调整和控制系统的刚度和阻尼，可以改善机械传动系统的动态响应和稳定性。
三、机械传动系统的动态特性分析方法1. 数学建模方法：通过建立机械传动系统的数学模型，可以对其动态特性进行分析和预测。
常用的建模方法包括力学原理、动力学原理、系统辨识等。
数学建模方法可以提供系统的传递函数和频率响应等重要参数，为后续的控制设计提供基础。
2. 实验测试方法：通过实验测试可以直接获取机械传动系统的动态特性，包括振动响应、频率响应等。
通过实验测试数据的分析与处理，可以了解系统的振动特性，为后续控制设计提供实验依据。
3.计算机仿真方法：利用计算机软件模拟机械传动系统的动态特性，可以快速获取系统的响应曲线和频谱分析等结果。
通过计算机仿真，可以在较短时间内评估不同控制策略对机械传动系统的影响，提高系统的设计效率。
四、机械传动系统的动态特性控制方法1. 控制策略选择：根据机械传动系统的具体要求和性能指标，选择合适的控制策略是确保系统正常运行和稳定性的基础。
运动控制系统中的动态特性分析与优化
运动控制系统中的动态特性分析与优化运动控制系统是现代自动化领域中非常重要的一个研究领域，它的优化对于提高系统性能、提高生产效率、降低能耗等方面都具有重要意义。
本文将着重探讨运动控制系统中的动态特性分析与优化。
一、运动控制系统的动态特性分析运动控制系统的动态特性是指系统响应过程中的时间特性、频率特性、稳定性等方面内容。
对于设计和优化运动控制系统，深入理解和分析其动态特性是非常关键的。
1.1 系统时间特性分析在运动控制系统中，常常需要对系统的时间特性进行分析。
其中一个重要的参数是系统的响应时间，它体现了系统从接受输入信号到产生输出响应所需要的时间。
较短的响应时间能够提高系统的动态性能，提高系统的响应速度。
因此，在系统设计和优化中，需要对系统的响应时间进行合理的要求和调整。
1.2 系统频率特性分析在运动控制系统中，频率特性是指系统在不同频率下对输入信号的响应情况。
频率特性的分析对于系统的稳定性和抗干扰能力有着重要影响。
通过对系统频率特性的分析，可以确定系统的带宽和截止频率等参数，进而对系统进行优化。
1.3 系统稳定性分析系统的稳定性是指系统在输入信号变化或干扰下的抗干扰能力。
系统稳定性分析是运动控制系统设计和优化的一个关键环节。
通过对系统稳定性的分析，可以评估系统的稳定性能力，进而采取合适的控制策略进行优化。
二、运动控制系统的优化方法与技术针对运动控制系统的动态特性进行优化是提高系统性能的有效手段。
下面将介绍一些常用的优化方法与技术。
2.1 PID控制算法优化PID控制算法是运动控制系统中常用的控制方法之一。
通过对PID控制算法的参数进行优化调整，可以提高系统的响应速度和稳定性。
常用的PID控制器参数优化方法包括遗传算法、模拟退火算法等。
2.2 模型预测控制优化模型预测控制是一种优化控制方法，通过建立系统的数学模型并预测系统的未来状态，进而制定合适的控制策略。
模型预测控制在运动控制系统中有着广泛的应用，通过优化预测模型和控制算法，可以提高系统的动态性能。
机械系统的动态特性分析与优化设计
机械系统的动态特性分析与优化设计机械系统在工程设计中起着至关重要的作用，而机械系统的动态特性则直接关系到系统的性能和稳定性。
在设计过程中，了解和优化机械系统的动态特性是必不可少的。
一、动态特性分析的基本原理动态特性分析是通过对机械系统的振动、冲击和变形等响应进行测试和研究，来了解系统的振动频率、模态形式、自振频率等参数。
在这个过程中，可以使用多种方法，如模态测试、频谱分析和有限元模拟等。
模态测试是一种常用的动态特性分析方法。
它通过对机械系统施加激励力，测量系统的响应振动，进而推导出系统的模态参数。
这些参数包括自振频率、阻尼比和模态形式等，可以用于评估系统的振动稳定性和耐久性。
频谱分析是另一种常见的动态特性分析方法。
它通过对系统的振动信号进行频谱分析，获得振动信号的频谱密度和频率成分。
这些频谱信息可以帮助工程师判断系统的振动源、振动幅值和频率等特性，从而进行针对性的优化设计。
有限元模拟是一种基于数值计算方法的动态特性分析方法。
通过将机械系统建模为有限元网格，利用数值方法求解系统的振动响应，可以获得系统的频率响应曲线和模态形式。
这种方法可以快速、准确地评估不同参数对系统动态特性的影响，为优化设计提供科学依据。
二、动态特性优化设计的方法和策略为了实现机械系统的动态特性优化设计，我们可以采用以下方法和策略：1. 结构参数的优化。
通过对机械系统的各个部件进行参数优化，可以改善系统的模态质量和频率响应特性。
例如，通过增加结构密度和调整构件的尺寸等，可以提高系统的自振频率，减小共振现象的发生。
2. 材料选择和处理。
不同材料的力学特性对机械系统的动态特性有着不同的影响。
选择合适的材料，并通过热处理等工艺来改变材料的物理性质，可以调整系统的阻尼比和刚度，从而改善系统的振动特性。
3. 控制系统设计。
对于一些需要实时反馈和调节的机械系统，控制系统的设计对动态特性的改善至关重要。
通过更优的控制算法和反馈机制，可以减小系统的振动幅值和频率，提高系统的响应速度和稳定性。
机械系统的动态特性与稳定性分析
机械系统的动态特性与稳定性分析机械系统是由多个相互作用的零件组成的复杂系统，其运动行为常常被视为是一种动态特性。
了解机械系统的动态特性以及稳定性分析对于设计和优化机械系统至关重要。
本文将从动态特性和稳定性两个方面进行讨论。
一、动态特性分析1.1 自由振动机械系统在没有外界干扰的情况下，可以发生自由振动。
自由振动的频率与机械系统的固有频率有关。
固有频率是系统固有的，与外界条件无关。
当机械系统受到扰动时，系统会按照其固有频率进行振动。
自由振动可以用振幅-时间曲线来描述，曲线的形状取决于机械系统的特性。
1.2 强迫振动在现实情况下，机械系统难免受到外界干扰，例如激励力或施加的外力。
这种情况下，机械系统会发生强迫振动，频率与外界干扰的频率相同或相近。
强迫振动可以是周期性的或非周期性的。
振幅-时间曲线将显示出振幅对时间的变化。
1.3 耦合振动当机械系统中的零件相互作用时，可能会导致耦合振动。
耦合振动是指零件之间的相互作用导致整个系统的振动。
这种振动可能是相位同步的，也可能是相位差异的。
耦合振动需要通过解耦或适当的设计来减少。
二、稳定性分析机械系统的稳定性是指当系统受到扰动时，系统是否会恢复到平衡状态。
稳定性分析对于预测和控制机械系统的运动行为至关重要。
2.1 平衡位置稳定性分析首先需要确定机械系统的平衡位置。
平衡位置是指机械系统不受外界干扰时的状态。
在平衡位置附近，机械系统的运动是可控的和可预测的。
2.2 线性稳定性分析线性稳定性分析是一种常用的方法，用于判断机械系统在平衡位置附近是否稳定。
这种方法基于线性化的模型，假设系统的运动是小幅度的扰动。
通过判断系统的特征根是否具有负实部，可以确定系统的稳定性。
2.3 非线性稳定性分析线性稳定性分析适用于小幅度的扰动情况，而对于大幅度的扰动，需要用到非线性稳定性分析。
非线性稳定性分析考虑系统的非线性性质，通过确定系统的极限环或奇点来判断系统的稳定性。
三、案例分析为了更好地理解机械系统的动态特性和稳定性分析，以下是一个具体的案例分析。
齿轮传动系统的动态特性分析
齿轮传动系统的动态特性分析齿轮传动系统是工业生产中常用的传动结构，它可以将高速旋转的电机输出的转矩和转速传递到负载端。
传动效率高、可靠性强、传动比较稳定等优点使得齿轮传动系统被广泛应用于机械制造、船舶、航空、汽车等领域。
齿轮传动系统除了静态特性外，其动态特性也对系统的工作效率和运行稳定性有着至关重要的影响。
一、齿轮传动系统的动态特性主要指什么？齿轮传动系统的动态特性包括振动、噪声、动态挠曲、动态拉弯等因素。
在齿轮传动系统中，传动较大的功率，齿轮所承受的载荷很大，会产生许多不同的振动现象。
齿轮对振动和噪声的抵抗能力是衡量齿轮传动系统重要参数之一。
齿轮传动系统的动态挠曲和动态拉弯特性是评价齿轮传动系统稳定性与承载能力的重要因素。
二、齿轮传动系统的振动特性分析1、齿轮共振的原因由于齿轮的放大系数较大，齿轮的不平衡质量、制造误差和装配误差成为齿轮共振的主要原因。
齿轮共振不仅会产生强烈的振动和噪声，而且还会引起齿轮的疲劳断裂。
2、齿轮的振动及其种类齿轮在传动时，因为本身的不平衡或者传动轴的离心率等问题，都会导致齿轮的径向、轴向、盘动及旋转振动等不同种类的振动，这些振动都会对齿轮传动系统造成不同程度的影响。
3、齿轮传动系统的振动控制方法有哪些？齿轮传动系统的振动控制方法一般有去杠杆技术、防共振措施、齿轮销齿措施、减震与降噪等方法。
其中减震与降噪方法最为普遍，也是目前应用最为成熟的一种技术。
齿轮传动系统的动态特性对于机械工程师而言是一个重要的研究领域，其分析需要不断深入了解机械传动结构中的物理现象以及机械运动学和动力学等方面的相关知识。
只有综合考虑齿轮传动系统的各项因素，才能更好地解决齿轮传动系统中出现的动态特性问题。
机械系统的动态特性分析
机械系统的动态特性分析机械系统的动态特性分析是研究机械系统在运动或振动状态下的特性和行为的科学。
对于机械系统的动态特性分析，可以帮助我们更好地了解机械系统的运动规律，为系统设计、优化和故障诊断提供理论基础和方法。
一、机械系统的动态特性机械系统的动态特性包括系统的振动响应、稳定性和频率响应等方面的特性。
（一）振动响应振动响应是机械系统在受到外力激励或初始条件下的振动情况。
振动响应可以分为自由振动和强迫振动。
自由振动指系统在受到外界干扰后，在无外力作用下，由于初始条件的存在而发生的振动。
自由振动的解析解可以通过求解系统的运动微分方程得到，并且可以得到系统的固有频率和振动模态。
强迫振动指系统在受到外界激励作用下的振动。
在强迫振动中，外力激励会与系统的固有频率相互作用，从而产生共振现象。
共振会导致系统振幅的急剧增加，严重的话甚至会引起系统的破坏，因此需要特别注意共振问题。
（二）稳定性稳定性是指机械系统在受到外部扰动后是否能够恢复到原来的平衡状态或者某个新的平衡状态。
对于线性系统来说，系统稳定的判据是系统的阻尼比小于1，而对于非线性系统来说，稳定性分析需要更为复杂的方法。
稳定性的分析可以帮助我们了解机械系统在运行过程中是否可能发生失稳的情况，为系统的设计与控制提供重要的依据。
（三）频率响应频率响应是指机械系统输出响应和输入激励之间的关系。
通过对系统的频率响应进行分析，可以得到系统的幅频特性和相频特性。
幅频特性表示系统的输出响应随输入频率变化的情况，而相频特性则表示系统的输出响应与输入激励之间的相位差。
二、动态特性分析的方法机械系统的动态特性分析可以通过实验和理论两种方法来进行。
实验方法是通过对机械系统进行实际操作和测量，得到系统的振动信号和响应，并通过信号处理和数据分析来研究系统的动态特性。
而理论方法则是通过建立机械系统的动力学模型和运动微分方程，然后运用相关的数学工具和方法对系统的动态特性进行分析。
常见的理论方法包括模态分析、响应谱分析、有限元方法和频域分析等。
机械系统中的动态特性分析与控制
机械系统中的动态特性分析与控制在现代工程领域中，机械系统是非常常见的一种工作方式。
机械系统由多个部件组成，包括传动装置、执行元件、控制器等。
为了确保机械系统的正常工作，需要进行动态特性分析与控制。
动态特性分析是指对机械系统在变化过程中的行为进行研究和描述。
在机械系统中，各个部件之间存在着复杂的相互作用。
这些相互作用可以通过数学模型来描述，并通过数值计算的方式进行分析。
通过动态特性分析，我们可以得到机械系统的响应，并且可以对系统的性能进行评估。
在机械系统中，关键的一点是要控制系统的响应。
在实际工程中，我们通常会遇到一些问题，例如系统的震动、系统的不稳定等。
这些问题都可以通过控制系统的动态特性来解决。
控制系统的设计目标是，通过控制器对系统的输入进行干预，使得系统的输出满足我们的要求。
为了实现对机械系统的控制，我们需要了解系统的动态特性。
首先，我们需要了解系统的传递函数。
传递函数是描述系统输入与输出之间关系的数学模型。
通过传递函数，我们可以获得系统的频率响应和稳定性等重要信息。
在求解传递函数时，我们可以使用频域分析和时域分析等方法。
在机械系统的动态特性分析和控制中，控制器是非常重要的一部分。
控制器的设计决定了系统的整体性能。
常见的控制器包括PID控制器、模糊控制器和自适应控制器等。
在选择控制器时，需要考虑到系统的复杂程度和性能要求等因素。
动态特性分析和控制的应用非常广泛。
例如，在机械系统的设计中，我们需要通过对系统的动态特性进行分析，来提高系统的性能和稳定性。
在自动化系统中，我们则需要设计相应的控制器，以实现对系统的自动控制。
尽管机械系统的动态特性分析和控制可以得到较好的结果，但是在实际应用中仍然存在一些挑战。
例如，系统的参数可能存在不确定性，这会导致我们对系统的动态特性分析和控制的准确性下降。
此外，系统的非线性特性也会给动态特性分析和控制带来一定的难度。
总结起来，机械系统中的动态特性分析与控制是一门重要的学科。
燃料电池动力系统的稳态与动态特性分析
燃料电池动力系统的稳态与动态特性分析燃料电池是一种利用化学反应中的能量直接转化为电能的装置。
与传统燃烧发电相比，燃料电池不仅具有高效转换能量和低排放的特点，而且可以利用各种可再生能源作为燃料，具有广阔的应用前景。
其中，燃料电池动力系统是以燃料电池为核心的新型动力系统，可应用于汽车、船舶和飞机等领域。
本文从稳态和动态两个方面对燃料电池动力系统的特性进行分析。
一、燃料电池动力系统的稳态特性分析稳态特性是指当燃料电池动力系统进入稳定运行状态时，其能源转换和传递、控制逻辑、温度控制、试验数据分析等方面的特性。
主要包括以下几个方面：1. 燃料电池的性能特性燃料电池的性能特性是燃料电池动力系统稳态运行的基础。
通常采用极化曲线、电化学阻抗谱等方法来表征燃料电池性能。
其中，极化曲线是以燃料电池输出电压为纵坐标，燃料电池负载电流为横坐标，反映出燃料电池负载情况下的输出电压变化。
电化学阻抗谱是以燃料电池输出电压随时间变化的复数形式，反应出燃料电池内部的电化学过程及阻抗。
2. 控制策略的特性燃料电池动力系统的控制策略是保证其稳态运行的关键。
控制策略包括氢气进气量的控制、空气进气量的控制、水分控制、电压控制等。
在控制策略的设计中，需要考虑到燃料电池动力系统的各种特性及工作环境。
3. 温度控制的特性燃料电池动力系统的温度控制是确保其稳态运行的必要条件。
过高的温度会导致燃料电池的寿命缩短，过低的温度会影响燃料电池的性能。
因此，在燃料电池动力系统设计中需要考虑温度控制的特性。
二、燃料电池动力系统的动态特性分析动态特性是指燃料电池动力系统在实际运行中，受外界各种干扰因素影响，其能源转换和传递、控制逻辑、温度控制、试验数据分析等方面的特性。
主要包括以下几个方面：1. 燃料电池系统的响应特性燃料电池动力系统在受到外界干扰时，能否及时响应，反映其动态特性。
干扰因素包括燃料气流量和纯度的变化、空气流量的变化、强制停机等。
在实际运行中，需要对燃料电池动力系统的响应特性进行充分考虑。
机械工程中的控制系统动态特性分析
机械工程中的控制系统动态特性分析一、引言控制系统在机械工程中扮演着重要的角色，它可以用于实现对机械设备的精确控制。
而控制系统的动态特性是评价其性能优劣的重要指标之一。
在本文中，我们将对机械工程中的控制系统动态特性进行深入分析，并探讨相关的研究领域和方法。
二、控制系统的动态特性控制系统的动态特性是指系统对输入信号变化的响应速度和稳定性。
动态特性分析可以帮助工程师了解控制系统在不同条件下的性能表现，并为系统优化提供依据。
常见的控制系统动态特性参数包括响应时间、超调量、稳态误差等。
1. 响应时间响应时间是指控制系统从接收到输入信号开始，到达稳定状态所需要的时间。
响应时间短意味着系统能够更快地对外界变化做出反应，因此在对于快速变化的控制任务中尤为重要。
工程师可以通过调整系统的参数来降低响应时间，例如增加控制器的增益或优化系统的结构。
2. 超调量超调量是指控制系统在响应过程中达到的最大偏离稳定状态的幅度。
超调量的大小反映了系统的稳定性和控制精度。
太大的超调量可能导致系统不稳定或产生震荡，而过小的超调量则可能导致系统响应过于迟缓。
因此，合理地控制超调量对于优化控制系统的性能至关重要。
3. 稳态误差稳态误差是指在稳定状态下，系统输出与设定值之间的差异。
稳态误差的大小可以反映系统的精确度和偏差。
在实际工程中，稳态误差往往是无法完全消除的，但工程师可以通过增加控制增益或改进系统结构来降低稳态误差。
三、控制系统动态特性分析方法为了准确地分析控制系统的动态特性，工程师们发展了各种分析方法和工具。
下面我们介绍几种常用的方法。
1. 传递函数法传递函数法是一种基于传递函数表示的分析方法。
通过建立控制系统的传递函数模型，可以对系统的动态特性进行数学分析和仿真。
传递函数法可以帮助工程师预测系统的响应时间、超调量等指标，并进行参数调整和优化。
2. 时域分析法时域分析法是一种基于时间响应的分析方法。
通过对系统输入信号和输出信号的时序数据进行处理，可以得到系统的动态特性参数。
电液伺服系统动态特性的分析与控制
电液伺服系统动态特性的分析与控制随着现代工业的发展，越来越多的机械设备采用电液伺服系统进行控制，这是因为电液伺服系统具有响应快、精度高、可靠性好等优点。
但是，电液伺服系统也存在着一些缺陷，如稳定性差、跟随误差大等问题。
因此，对于电液伺服系统的动态特性分析和控制显得尤为重要。
一、电液伺服系统动态特性分析电液伺服系统动态特性的分析可以从以下几个方面入手。
1、电动机的动态特性分析电动机作为电液伺服系统的动力源，其动态特性直接影响到整个系统的性能。
一般来说，电动机的动态特性可以通过分析其电机模型和转子惯量等参数来确定。
2、液压系统的动态特性分析液压系统的动态特性主要由液体动态响应、油压脉动、液压缸的弹性变形等因素所决定。
液体动态响应可通过液体的压力传递特性来分析，油压脉动可通过优化液压系统结构来降低。
3、伺服阀的动态特性分析伺服阀作为电液伺服系统的关键元件之一，其动态特性直接影响到系统的动态性能。
伺服阀的动态特性主要包括阀芯位移-流量特性和阀座调节特性等。
二、电液伺服系统的控制策略了解电液伺服系统的动态特性之后，就需要采用适当的控制策略来改善其性能。
1、PID控制策略PID控制策略是目前最常用的控制策略之一，其具有简单易懂、适用范围广等优点。
在电液伺服系统中，PID控制策略可以根据系统响应速度和跟随误差等参数进行调节。
2、自适应控制策略自适应控制策略可根据系统的动态响应特性进行调节，具有较好的适应性和鲁棒性。
在电液伺服系统中，自适应控制策略可在不同工况下对系统进行自适应调节和优化。
3、模型预测控制策略模型预测控制策略可根据系统动态模型进行控制，具有良好的追踪性能和鲁棒性。
在电液伺服系统中，模型预测控制策略可根据系统的数学模型进行控制。
三、结论电液伺服系统是现代工业中广泛采用的一种控制系统。
要想提高电液伺服系统的性能，就必须对其动态特性进行深入分析，并采取适当的控制策略来改善其性能。
在实际应用中，应根据具体工况选择适合的控制策略，并通过参数调整和优化设计等方式来提高控制效果。
车辆动力系统的动态特性分析
车辆动力系统的动态特性分析在现代社会，车辆已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
而车辆的动力系统则是其核心组成部分，直接影响着车辆的性能、燃油经济性、驾驶体验等诸多方面。
要深入了解车辆的运行状况和优化其性能，对车辆动力系统的动态特性进行分析至关重要。
车辆动力系统是一个复杂的机械、电子和控制的综合系统，主要包括发动机、变速器、传动轴、驱动桥等部件。
发动机作为动力的源头，其输出特性直接决定了车辆的动力性能。
不同类型的发动机，如汽油发动机、柴油发动机、电动发动机等，具有不同的工作原理和性能特点。
汽油发动机通过火花塞点火使混合气燃烧，产生动力。
其优点是转速高、功率大，运转平稳，噪音相对较小。
然而，汽油发动机的燃油经济性相对较差，且在低转速时扭矩输出较小。
柴油发动机则依靠压缩空气使柴油自燃，具有扭矩大、燃油经济性好的特点，适用于重载和长途运输。
但柴油发动机的噪音和振动通常较大，且尾气排放中的颗粒物较多。
电动发动机以电能为动力来源，具有零排放、低噪音、响应迅速等优点。
不过，其续航里程和充电时间目前仍然是制约其广泛应用的重要因素。
变速器在车辆动力系统中起着调节转速和扭矩的重要作用。
手动变速器通过驾驶员手动换挡来改变传动比，具有传动效率高、成本低的优点，但操作相对复杂。
自动变速器则能根据车速和油门踏板的位置自动换挡，使驾驶更加轻松，但传动效率略低于手动变速器。
无级变速器（CVT）则可以实现连续的无级变速，提供更加平稳的动力输出和更好的燃油经济性。
然而，CVT 在承受大扭矩时可能存在一定的局限性。
传动轴和驱动桥负责将动力从变速器传递到车轮，其设计和性能也会影响动力的传输效率和车辆的行驶稳定性。
在分析车辆动力系统的动态特性时，我们需要考虑多个因素。
首先是动力响应。
这指的是从驾驶员踩下油门踏板到车辆实际加速的时间间隔。
优秀的动力系统应该能够迅速响应驾驶员的指令，提供即时的动力输出，给人一种“随叫随到”的感觉。
影响动力响应的因素包括发动机的扭矩特性、变速器的换挡速度、电子控制系统的响应时间等。
系统动态特性分析
系统动态特性分析。
（1）时域响应解析算法――部份分式展开法。
用拉氏变换法求系统的单位阶跃响应，可直接得出输出c(t)随时刻t 转变的规律，关于高阶系统，输出的拉氏变换象函数为：sden num s s G s C 11)()(⋅=⋅= （21） 对函数c(s)进行部份分式展开，咱们能够用num,[den,0]来表示c(s)的分子和分母。
例 15 给定系统的传递函数：2450351024247)(23423+++++++=s s s s s s s s G 用以下命令对ss G )(进行部份分式展开。
>> num=[1,7,24,24] den=[1,10,35,50,24][r,p,k]=residue(num,[den,0])输出结果为r= p= k=[ ]输出函数c(s)为： 0111213241)(+++-+-+++-=ss s s s s C 拉氏变换得： 12)(234+--+-=----t t t te e e et c（2）单位阶跃响应的求法：操纵系统工具箱中给出了一个函数step()来直接求取线性系统的阶跃响应，若是已知传递函数为：dennums G =)( 那么该函数可有以下几种挪用格式：step(num,den) (22) step(num,den,t)(23) 或step(G)(24) step(G,t)(25)该函数将绘制出系统在单位阶跃输入条件下的动态响应图，同时给出稳态值。
关于式23和25，t为图像显示的时刻长度，是用户指定的时刻向量。
式22和24的显示时刻由系统依照输出曲线的形状自行设定。
若是需要将输出结果返回到MATLAB工作空间中，那么采纳以下挪用格式：c=step(G) (26) 现在，屏上可不能显示响应曲线，必需利用plot()命令去查看响应曲线。
plot 能够依照两个或多个给定的向量绘制二维图形，详细介绍能够查阅后面的章节。
例16 已知传递函数为：25425)(2++=sssG利用以下MATLAB命令可得阶跃响应曲线如图14所示。
简述系统动态特性及其测定方法
简述系统动态特性及其测定方法系统的特性可分为静态特性和动态特性。
其中动态特性是指检测系统在被测量随 时间变化的条件下输入输出关系。
一般地，在所考虑的测量范围内，测试系统都 可以认为是线性系统，因此就可以用一定常线性系统微分方程来描述测试系统以 及和输入x(t)、输出y(t)之间的关系。
1)微分方程：根据相应的物理定律(如牛顿定律、能量守恒定律、基尔霍夫电 路定律等)，用线性常系数微分方程表示系统的输入 x 与输出y 关系的数字 方程式。
n 二 m m J d y dy , d , d x , dx , n … 印一，a °y 二 *——m - bm J —m 」’J 一 ’ b °X dt dt dt dt dta i 、b i (i=0,1, •:系统结构特性参数，常数，系统的阶次由输出量最高微分 阶次决定。
2)通过拉普拉斯变换建立其相应的“传递函数”，该传递函数就能描述测试装 置的固有动态特性，通过傅里叶变换建立其相应的“频率响应函数”，以此来描述测试系统的特性。
定义系统传递函数 H(S)为输出量与输入量的拉普拉斯变换之比，即 Y(s) _ b m s m •…• ds • b o H (s ) - - n nj X(s) a n s +a n 』s + …^a^+a 。
式中S 为复变量，即j ■传递函数是一种对系统特性的解析描述。
它包含了瞬态、稳态时间响应和频 率响应的全部信息。
传递函数有一下几个特点：(1)H(s)描述系统本身的动态特性，而与输入量x(t)及系统的初始状态无 关。
(2) H(S)是对物理系统特性的一种数学描述，而与系统的具体物理结构无 关。
H(S)是通过对实际的物理系统抽象成数学模型后，经过拉普拉斯变换后 所得出的，所以同一传递函数可以表征具有相同传输特性的不同物理系统。
(3) H(S)中的分母取决于系统的结构，而分子则表示系统同外界之间的联系，如输入点的位置、输入方式、被测量以及测点布置情况等。
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系统动态特性分析。
（1）时域响应解析算法――部分分式展开法。
用拉氏变换法求系统的单位阶跃响应，可直接得出输出c(t)随时间t 变化的规律，对于高阶系统，输出的拉氏变换象函数为：
s
den num s s G s C 11)()(⋅=⋅
= （21） 对函数c(s)进行部分分式展开，我们可以用num,[den,0]来表示c(s)的分子和分母。
例 15 给定系统的传递函数：
24
50351024
247)(23423+++++++=s s s s s s s s G
用以下命令对
s
s G )
(进行部分分式展开。
>> num=[1,7,24,24] den=[1,10,35,50,24]
[r,p,k]=residue(num,[den,0])
输出结果为
r= p= k=
-1.0000 -4.0000 [ ] 2.0000 -3.0000 -1.0000 -2.0000
-1.0000 -1.0000
1.0000 0
输出函数c(s)为： 01
11213241)(+++-+-+++-=
s
s s s s s C 拉氏变换得： 12)(234+--+-=----t t t t
e e e e
t c
（2）单位阶跃响应的求法：
控制系统工具箱中给出了一个函数step()来直接求取线性系统的阶跃响应，如果已知传递函数为：
den
num
s G =
)( 则该函数可有以下几种调用格式：
step(num,den) (22) step(num,den,t) (23)
或
step(G) (24)
step(G,t) (25)
该函数将绘制出系统在单位阶跃输入条件下的动态响应图，同时给出稳态值。
对于式23和25，t 为图像显示的时间长度，是用户指定的时间向量。
式22和24的显示时间由系统根据输出曲线的形状自行设定。
如果需要将输出结果返回到MATLAB 工作空间中，则采用以下调用格式：
c=step(G) (26) 此时，屏上不会显示响应曲线，必须利用plot()命令去查看响应曲线。
plot 可以根据两 个或多个给定的向量绘制二维图形，详细介绍可以查阅后面的章节。
例16 已知传递函数为： 25
425
)(2++=
s s s G
利用以下MATLAB 命令可得阶跃响应曲线如图14所示。
>> num=[0,0,25]; den=[1,4,25];
step(num,den)
grid % 绘制网格线。
title(¹Unit-Step Response of G(s)=25/(s^2+4s+25) ¹) % 图像标题 我们还可以用下面的语句来得出阶跃响应曲线 >> G=tf([0,0,25],[1,4,25]);
t=0:0.1:5; % 从0到5每隔0.1取一个值。
c=step(G,t); % 动态响应的幅值赋给变量c
plot(t,c) % 绘二维图形，横坐标取t,纵坐标取c 。
Css=dcgain(G) % 求取稳态值。
系统显示的图形类似于上一个例子，在命令窗口中显示了如下结果
Css= 1
（3）求阶跃响应的性能指标
MATLAB 提供了强大的绘图计算功能，可以用多种方法求取系统的动态响应指标。
我们首先介绍一种最简单的方法――游动鼠标法。
对于例16，在程序运行完毕后，用鼠标左键点击时域响应图线任意一点，系统会自动跳出一个小方框，小方框显示了这一点的横坐标（时间）和纵坐标（幅值）。
按住鼠标左键在曲线上移动，可以找到曲线幅值最大的一点――即曲线最大峰值，此时小方框中显示的时间就是此二阶系统的峰值时间，根据观察到的稳态值和峰值可以计算出系统的超调量。
系统的上升时间和稳态响应时间可以依此类推。
这种方法
图14 MATLAB 绘制的响应曲线
简单易用，但同时应注意它不适用于用plot()命令画出的图形。
另一种比较常用的方法就是用编程方式求取时域响应的各项性能指标。
与上一段介绍的游动鼠标法相比，编程方法稍微复杂，但通过下面的学习，读者可以掌握一定的编程技巧，能够将控制原理知识和编程方法相结合，自己编写一些程序，获取一些较为复杂的性能指标。
通过前面的学习，我们已经可以用阶跃响应函数step( )获得系统输出量，若将输出量返回到变量y中，可以调用如下格式
[y,t]=step(G) (27) 该函数还同时返回了自动生成的时间变量t，对返回的这一对变量y和t的值进行计算，可以得到时域性能指标。
①峰值时间(timetopeak)可由以下命令获得：
[Y,k]=max(y); (28) timetopeak=t(k) (29) 应用取最大值函数max()求出y的峰值及相应的时间，并存于变量Y和k中。
然后在变量t中取出峰值时间，并将它赋给变量timetopeak。
②最大(百分比)超调量(percentovershoot)可由以下命令得到：
C=dcgain(G);
[Y,k]=max(y); (30) percentovershoot=100*(Y-C)/C (31) dcgain( )函数用于求取系统的终值，将终值赋给变量C，然后依据超调量的定义，由Y和C计算出百分比超调量。
③上升时间(risetime)可利用MATLAB中控制语句编制M文件来获得。
首先简单介绍一下循环语句while的使用。
while循环语句的一般格式为：
while<循环判断语句>
循环体
end
其中,循环判断语句为某种形式的逻辑判断表达式。
当表达式的逻辑值为真时，就执行循环体内的语句；当表达式的逻辑值为假时，就退出当前的循环体。
如果循环判断语句为矩阵时，当且仅当所有的矩阵元素非零时，逻辑表达式的值为真。
为避免循环语句陷入死循环，在语句内必须有可以自动修改循环控制变量的命令。
要求出上升时间，可以用while语句编写以下程序得到：
C=dcgain(G);
n=1;
while y(n)<C
n=n+1;
end
risetime=t(n)
在阶跃输入条件下，y 的值由零逐渐增大，当以上循环满足y=C时，退出循环，此时对应的时刻，即为上升时间。
对于输出无超调的系统响应，上升时间定义为输出从稳态值的10%上升到90%所需时间，则计算程序如下：
C=dcgain(G);
n=1;
while y(n)<0.1*C
n=n+1; end m=1;
while y(n)<0.9*C m=m+1; end
risetime=t(m)-t(n)
④ 调节时间(setllingtime)可由while 语句编程得到： C=dcgain(G);
i=length(t);
while(y(i)>0.98*C)&(y(i)<1.02*C) i=i-1; end
setllingtime=t(i)
用向量长度函数length( )可求得t 序列的长度，将其设定为变量i 的上限值。
例 17 已知二阶系统传递函数为:
)
31)(31(3
)(i s i s s G ++-+=
利用下面的stepanalysis.m 程序可得到阶跃响应如图 15及性能指标数据。
>> G=zpk([ ],[-1+3*i,-1-3*i ],3);
% 计算最大峰值时间和它对应的超调量。
C=dcgain(G) [y,t]=step(G);
plot(t,y) grid
[Y,k]=max(y); timetopeak=t(k)
percentovershoot=100*(Y-C)/C % 计算上升时间。
n=1;
while y(n)<C n=n+1; end
risetime=t(n)
% 计算稳态响应时间。
i=length(t);
while(y(i)>0.98*C)&(y(i)<1.02*C) i=i-1; end
setllingtime=t(i)
运行后的响应图如图 15,命令窗口中显示的结果为
C = timetopeak = 0.3000 1.0491
percentovershoot = risetime =
35.0914 0.6626
setllingtime =
3.5337
图 15二阶系统阶跃响应
有兴趣的读者可以用本节介绍的游动鼠标法求取此二阶系统的各项性能指标。
将它们与例18得出的结果相比较，会发现它们是一致的。