为了便于进行分析和设计,同时也为了便于对各种控制系统的性能进行比较,我们需要假定一些基本的输入函数形式,称之为典型输入信号.所谓典型输入信号,是指根据系统常遇到的输入信号形式,在数学描述上加以理想化的一些基本输入函数。控制系统中常用的典型输入信号有;单位阶跃函数、单位斜坡(速度)函数、单位加速度(抛物线)函数、单位脉冲函数和正弦函数。这些函数都是简单的时间函数,便于数学分析和实验研究。
实际应用时究竟采用哪一种典型输入信号,取决于系统常见的,工作状态;同时,在所有可能的输入信号中,往往选取最不利的信号作为系统的典型输入信号。
这种处理方法在许多场合是可行的。例如,室温调节系统和水位调节系统,以及工作状态突然改变或突然受到恒定输入作用的控制系统,都可以采用阶跃函数作为典型输入信号;跟踪通信卫星的天线控制系统,以及输入信号随时间逐渐变化的控制系统,斜坡函数是比较合适的典型输入;加速度函数可用来作为宇宙飞船控制系统的典型输入;当控制系统的输入信号是冲击输入量时,采用脉冲函数最为合适i当系统的输入作用具有周期性的变化时,可选择正弦函数作为典型输入。同一系统中,不同形式的输入信号所对应的输出响应是不同的,但对于线性控制系统来说,它们所表征的系统性能是一致的。通常以单位阶跃函数作为典型输入作用,则可在一个统一的基础上对各种控制系统的特性进行比较和研究。
应当指出,有些控制系统的实际输入信号是变化无常的随机信号,例如定位雷达天线控制系统,其输入信号中既有运动目标的不规则信号,又包含有许多随机噪声分量,此时就不能用上述确定性的典型输入信号去代替实际输入信号,而必须采用随机过程理论进行处理。 为了评价线性系统时间响应的性能指标,需要研究控制系统在典型输入信号作用下酌时间响应过程。
青岛凯之峰自动门技术有限公司
13310668910