经典时域分析方法

什么是时域分析?

时域分析定义:

指控制系统在一定的输入下,根据输出量的时域表达式,分析系统的稳定性、瞬态和稳态性能。

时域分析特点:

由于时域分析是直接在时间域中对系统进行分析的方法,所以时域分析具有直观和准确的优点。

系统输出量的时域表示可由微分方程得到,也可由传递函数得到。

在初值为零时,一般都利用传递函数进行研究,用传递函数间接的评价系统的性能指标。

具体 是根据闭环系统传递函数的极点和零点来分析系统的性能。

此时也称为复频域分析。

线性微分方程的解

时域分析实质:

系统达到稳态过程之前的过程称为瞬态过程。

瞬态分析是分析瞬态过程中输出响应的各种运动特性。

理论上说,只有当时间趋于无穷大时,才进入稳态过程,但这在工程上显然是无法进行的。

在工程上只讨论输入作用加入一段时间里的瞬态过程,在这段时间里,反映了主要的瞬态性能指标。

什么是时域分析?

时域分析法根轨迹法和频域分析法有什么区别

定义不同,关联性不同。

具体说来如下:

时域分析法

是以闭环主导极点为思想,目的在于分析系统的动态性能,即各种调节时间、超调量等等。

根轨迹法

是以闭环特征方程在s平面的分布,研究系统稳定性的(因为当极点跑到右半平面,系统将会不稳定)。

频域分析法

是针对不同频率正弦波输入的响应的,其思想在于任何的输入信号。

联系:

经典时域分析方法,是根据微分方程的理论求解动态方程式,以得到系统的输出响应的函数表达式。

在控制系统的分析和综合中,往往只需要知道根轨迹的粗略形状。

由相角条件和幅值条件所导出的 8条规则,为粗略地绘制出根轨迹图提供方便的途径。

频域分析法是研究控制系统的一种经典方法,是在频域范围内应用图解分析法评价系统性能的一种工程方法。

频率特性可以由微分方程或传递函数求得,还可以用实验方法测定。

频域分析法不必直接求解系统的微分方程,而是间接地揭示系统的时域性能,它能方便地显示出系统参数对系统性能的影响,并可以进一步指明如何设计校正。

时域分析法根轨迹法和频域分析法有什么区别

请问时域分析法根轨迹法和频域分析法有什么区别谢谢

简单来讲:

时域分析法是以闭环主导极点为思想,目的在于分析系统的动态性能,即各种调节时间、超调量等等.

根轨迹法是以闭环特征方程在s平面的分布,研究系统稳定性的(因为当极点跑到右半平面,系统将会不稳定)

频域分析法则是针对不同频率正弦波输入的响应的,其思想在于任何的输入信号,经过傅里叶变换都可以分解成许多谐波之和,它分析的就是对每一个频率的谐波的.其本身并无太大的意义,但其衍生出来的许多方法,如奈氏图判稳、Bode图(会在校正中用到)、稳定裕度等十分有用.

请问时域分析法根轨迹法和频域分析法有什么区别谢谢

什么是信号的时域分析和频域分析?

【问题解答】

1.信号的时域分析。

是指直接在时间域内对系统动态过程进行研究的方法。

详细介绍http://baike.baidu.com/view/2122198.htm

2.信号频域分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f),从而帮助人们从另一个角度来了解信号的特征。

详细介绍http://wenku.baidu.com/view/f63016768e9951e79b892746.html

3.信号的时域分析和频域分析方法:

时域与频域变换用傅里叶变换或拉普拉斯变换

常用的分析方法为:画伯德图(波特图),根据波特图可以知道信号幅值的变化和相位的延迟,例如在某个频率范围内,信号幅值特性曲线的斜率为-20dB/十倍频,说明信号频率每增加已被,幅值-3dB。

这个分析方法是针对频域的,时域分析通过微分方程(结合初始条件)来分析,直接以时间为横坐标作图啊,或者,找出过振荡、振荡及临界状态,一般都转换成频域来分析。

什么是信号的时域分析和频域分析?

系统的时域分析和频域分析各有什么优缺点??

从开始的系统时域分析,到频域分析,虽然形式上可能会有些诧异,但是不可否认,他们的思路都是一致的,即将信号分解成一个个的基信号,然后研究系统对于基信号的响应,再将这些所有的基信号的响应叠加,便是系统对于一个完整的复杂信号的响应。

系统时域分析:

1)将信号分解成一个个的冲激函数(注意,是冲激函数,而不是一个个单独的冲激,函数的定义是在整个的时间域上定义的),因此,只要我们知道了系统对于一个冲激函数的响应函数,我们就能够求出系统对于整个信号函数的响应函数;

2)时域分析的系统特性,就是由微分方程表示,通过微分方程,我们能够求得系统的冲激响应,即系统对于冲激函数的响应函数h(t);

3)此时,将完整复杂信号(已经分解好了的信号),通过系统,就好像流水线上加工产品一样,让整个信号通过,然后对每一个冲激函数进行加工,并且对于不同的冲激函数,做不同的个性化加工,这里的个性化加工,就是根据冲激函数中的冲激在时间轴上位置,如果冲激在时间轴上0点左边t0的位置上,并且冲激的幅值是a,那么对应的加工结果就是个性化了的冲激函数的响应函数a*h(t+t0),对每个分解的基信号(即冲激函数)都做了这样的个性化加工以后,再将所有的加工结果相加,最终得到我们想要的系统对于整个信号的响应。

这就是我们所说的卷积的过程,即y(t)=cov[f(t),h(t)]。

系统频域分析:

开始已经说过,系统的频域分析跟系统的时域分析如出一辙,甚至更为简单方便,这也就是为什么我们更愿意通过频域分析信号系统的原因,还有一个原因就是通过频域分析系统在物理上更为直观,我们很容易通过频域看出,系统对信号做了怎样的手脚(具体来说,就是,系统对信号各个频率分量做了怎样的处理)。

1)将信号分解成一个个不同频率的虚指数信号函数(注意,这里也是函数,拥有完整的时域轴),因此,只要我们知道了系统对于一个虚指数信号函数的响应函数,我们就能够求出系统对于整个信号的响应;

2)我们将表示系统特性的微分方程,通过将输入定义为虚指数洗好函数,惊讶的发现,系统的输出形式任然是虚指数信号函数,只不过多了一个加权值,这个加权值就是系统冲激响应h(t)的傅里叶变换H(jw)在这个虚指数信号函数(关于t的函数)对应频率w0的值。

说频域处理比时域处理更简洁,是因为,时域处理每个冲激函数时是用更为复杂的h(t)的平移并且加权来代替一个那么简单的冲激函数;而在频域,处理每一个固定频率的虚指数信号函数的时候,只是对其进行简单的加权即可,相当于对流水线上的每一个固定频率的产品加了一个外包装就好了;

3)然后就是对流水线上的每个虚指数信号函数处理了;

4)最后将这些处理的结果,通过系统的LTI特性(即平均性和叠加性),相加即可。

5)结果的到了,我们仔细观察,还可以发现,结果的形式直接就是输出信号的分解,分解成了虚指数信号函数的叠加。

而这样的形式,刚好就表示了输出y(t)跟其傅里叶变换对的对应关系,其实物理含义就是,这其中的F(jw)H(jw)就是输出信号的频谱Y(jw)。

通过系统的频域分析,我们很容易从系统的频响函数H(jw)知道系统对于不同的频率基信号做了何种处理。

最后用最简单的语言,说明系统频域分析的本质:

F(jw)是原本信号各个频率虚指数信号函数(基信号)的加权值,当通过系统的流水线处理时,系统给其各个频率虚指数信号函数(基信号)又进行了加工,即又乘以了一个加权值(也就是想要哪个频率的虚指数信号函数,就将其乘以一个好的数,要是不喜欢就乘以0,或者稍微大点),这样输出结果,即系统响应的就是各个频率的虚指数信号函数的加权信号的叠加。

而把这个加权值得叠加抽离出来,就是输出信号的频谱,即Y(jw)=F(jw)H(jw).

系统的时域分析和频域分析各有什么优缺点??

信号与系统的时域经典法怎么阐释了物理概念

时域分析是通过直接求解系统在典型输入信号作用下的时域响应来分析系统系能的。

方法就是按一些公式求上升时间、最大超调量等参数来分析系统,也可用劳斯判据。

一般需要复杂的高阶微分方程运算。

根轨迹法是根据反馈控制系统开环和闭环传递函数之间的关系,由开环传递函数求闭环特征根。

这种方法是用图解的方式表示特征根与系统参数的全部数值关系,适用于高阶系统,避免了复杂的运算。

频域法根据系统的频率特性间接地揭示系统的动态特性和稳态特性,可以简单迅速地判断某些环节或者参数对系统的动态特性和稳态特性的影响,并能指明改进系统的方向。

与前两种方法相比,主要优点有不需要复杂运算、能对系统动态性能作出分析。

方法是奈氏稳定判据,作出奈氏图,根据曲线与(-1.0)点的关系,作出相应判断。

可参考自动控制原理教材,胡寿松的不错。

答得不完善,欢迎继续交流。

信号与系统的时域经典法怎么阐释了物理概念

连续时间系统的时域分析法有哪些

连续时间LTI系统时域分析方法 ? 经典时域分析方法 ? 算子法 ? 零输入响应+零状态响应 ? 单位冲激响应 ? 卷积法 1 2-1 经典时域分析方法 2

连续时间系统的时域分析法有哪些

时域分析与频域分析的区别

时域分析与频域分析的区别主要体现在含义、方法和结果的不同上。

1、优势不同:

(1)时域分析:有效提高信噪比,求取信号波形在不同时刻的相似性和关联性,获得反映机械设备运行状态的特征参数,为机械系统动态分析和故障诊断提供有效信息。

(2)频域分析:它引导人们从信号的表面深入到信号的本质,看到信号的组成部分。

通过对成分的了解,人们可以更好地使用信号。

这种做法很像化学分析,比如污水处理,化学分析能够帮助工程师了解污水处理的效果,达到改进和提高处理方法的目的。

有了信号分析的概念,就提高了人们的观察力。

2、分析方法不同:

(1)时域分析:时域分析在初值为零时,利用传递函数进行研究,用传递函数间接的评价系统的性能指标。

(2)频域分析:频域分析是研究控制系统的工程方法。

控制系统中的信号可以表示为不同频率的正弦信号的合成。

描述控制系统的稳态输出与不同频率正弦函数的输入信号之间的关系的数学模型称为频率特性,其反映了在正弦信号的作用下系统响应的性能。

3、结果不同:

(1)时域分析:描述物理量随时间的变化,因为自变量是信号的最基本和最直观的表达。

信号处理,放大,统计特征计算,相关分析和时域中的其他处理统称为信号的时域分析。

(2)频域分析:控制系统及其组件的频率特性可以通过分析方法和实验方法获得,并且可以通过各种形式的曲线表示,因此可以使用图形方法执行系统分析和控制器设计。

参考资料来源:百度百科 - 频域分析法

参考资料来源:百度百科 - 时域分析

时域分析与频域分析的区别

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