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Transient and Steady-state Response Analysis
Step Response of Second-Order Systems
Description
Second-order systems react to a unit-step input in different ways depending on the damping ratio. When the damping ratio, zeta, is between 0 and 1, the system is underdamped. In this case, inverse Laplace methods give an output that oscillates with a decreasing amplitude. The error signal, which is the difference between the...
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Transcript
在欠阻尼情况下,当施加单位阶跃输入时,利用拉普拉斯逆变换法求解传递函数方程,以获得输出响应。
输入与输出之间的差值为误差信号,呈现衰减正弦振荡。在稳态时,误差为零。
如果阻尼比等于零,响应将变为无阻尼,振荡将无限持续。
在临界阻尼情况下,系统的两个极点相同。对于单位阶跃输入,可确定输出方程及其逆拉普拉斯变换。
在过阻尼情况下,系统的两个极点均为负的实数且互不相等。
对于单位阶跃输入,建立输出方程,并计算其逆拉普拉斯变换,得到两个衰减指数项。
当阻尼比显著大于1时,其中一个指数衰减远快于另一个,因此可忽略不计。这使得传递函数近似为一阶系统,从而得到系统的单位阶跃响应。
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