一阶系统时间常数越大,系统单位阶跃响应越慢。
设单位阶跃信号r(t)=1(t),其拉氏变换为R(t)=1/s。
一阶系统的传递函数为:
代入R(s)得到:
反拉氏变换:
按照动态性能定义,调节时间等于3T(△=5%)或4T(△=2%)。
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。
扩展资料
单位阶跃响应的作用与意义
系统动态性能分析
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)。
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。
建立系统响应模型
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。
参考资料来源:百度百科-单位阶跃响应
参考资料来源:百度百科-一阶系统
从一阶系统的单位阶跃响应来分析, 系统的初始上升斜率为1 ∕ τ ,故时间常数越小达到稳态响应越快。
h(t)=1/τ乘以e*-t/2乘以u(t) , τ是时间常数,这是系统的冲激相应的式子,作图可以看出随着时间常数的增大,h(t)关于t的斜率(也就是h(t)的衰减速度) 会变得更慢。
阶跃响应是冲激相应和单位阶跃的卷积,冲激相应衰减的慢了,也就是说它的增长的速率慢了,那么阶跃响应想要达到终值就要付出更多的时间,所以阶跃响应就慢了。
时间常数越大,响应越慢