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自动门:典型输人信号
发布时间:2014/5/27
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典型输人信号
    一般说来,我们是针对某一类输入信号来设计控制系统的。某些系统,例如室温系统
或水位调节系统,其输入信号为要求的室温或水位高度,这是设计者所熟知的。但是在大
多数情况下,控制系统的输入信号以无法预测的方式变化。例如,在防空火炮系统中,敌机
的位置和速度无法预料,使火炮控制系统的输入信号具有了随机性,从而给规定系统的性
能要求以及分析和设计工作带来了困雉。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。

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