曝光臺 注意防騙
網曝天貓店富美金盛家居專營店坑蒙拐騙欺詐消費者
e(s) i Ue(S) 1
N(s) - s / s~ = Cs
C
圖3.1 - 13枳分環(huán)節(jié)實例
以(s) 1
可可2一麗
一^b
／r廣。
54電子技術基礎
(4)微分環(huán)節(jié)
微分環(huán)節(jié)被廣泛應用于自動控制系統(tǒng)中，用來改善系統(tǒng)的動態(tài)特性。
微分環(huán)節(jié)的特點是：輸出量與輸入量的微分成正比，即輸出量與輸入量無關而與輸入量
的變化率成正比。
理想微分環(huán)節(jié)的輸出輸入關系為：
G(s)=丁-s
若輸入信號為階躍函數，則其輸出信號是一個脈沖函數，當t>0時，輸出即為零，如
圖3.1 - 14所示。可見，微分環(huán)節(jié)只在輸入信號發(fā)生躍變時起作用。即只在系統(tǒng)的動態(tài)過程
中起作用。當系統(tǒng)進入穩(wěn)態(tài)運行時，微分環(huán)節(jié)就不再有輸出。這一特性可用來改善系統(tǒng)的動
態(tài)品質。
旦[]旦
圖3.1 - 14微分環(huán)節(jié)的階躍響應
在測速發(fā)電機中，輸出電壓UT(t)與轉軸轉角O(t)是微分關系，兩者的關系為：
鬻=配
(5)振蕩環(huán)節(jié)
這種類型的系統(tǒng)常含有兩個不同形式的儲能元件，若兩種元件中的能量有相互交換，就
可能在交換和儲能過程中產生振蕩。在機械元件中，儲能元件一般指彈簧和慣性元件；在電
子領域，儲能元件有電容器和電感線圈。如指針式測量儀表中，指針的振動就屬于這一
系統(tǒng)。
振蕩環(huán)節(jié)的輸出輸入關系為：
1
G(s) = 7-O_S2 +2T s +~
式中：孝——阻尼比。
當振蕩環(huán)節(jié)的輸入信號為階躍函數時，輸出信號的變化曲線形狀取決于阻厄比孝。當阻
尼比0 <f <1時，系統(tǒng)為欠阻尼狀態(tài)。這時的輸出為衰減的振蕩過程。曲線如圖3.1- is所
示。亭越小，振蕩越嚴重。
當阻尼比亭>1時，系統(tǒng)為過阻尼狀態(tài)。這時的輸出按指數規(guī)律單調變化，響應較慢。
上篇模擬電子技術基礎55
當阻尼比g=l時，系統(tǒng)為臨界阻尼狀態(tài)。這時的輸出按指數規(guī)律單調變化，但響應比
過阻尼狀態(tài)時要快。
當阻尼比f=0時，系統(tǒng)為無阻尼狀態(tài)。這時的輸出為等幅正弦波振蕩。
在實際系統(tǒng)中，為了提高系統(tǒng)的快速性，常常將系統(tǒng)設計成欠阻尼狀態(tài)。圖3.1- 16所
示為一個振蕩環(huán)節(jié)的實例。
0
┏━━━━━━━━━┓
┃ 八、、入～． ┃
┣━━━━━━━━━┫
┃ |，，y一一 ┃
┗━━━━━━━━━┛
輸
入
I
．力
輸
蚶
位
移
圖3.1 - 15振蕩環(huán)節(jié)的單位階躍響應 圖3.1- 16機械振蕩系統(tǒng)
3.1.3典型輸入控制系統(tǒng)的性能指標
1．典型輸入信號
系統(tǒng)的響應與輸入信號的形式有關。自動控制系統(tǒng)的實際輸入信號往往具有隨機性，無
法事先知道，也不便用確定的數學表達式表示，這就給系統(tǒng)的設計和研究帶來困難。為此，
常把實際的輸入信號用幾種有代表性的函數來表示。系統(tǒng)的響應指的也是在這些典型輸入信
號下的響應。
常用的典型輸入信號有以下幾種：
(1)階躍函數（見圖3.1-17）
其數學表達式為：
r（牡器
t<0
￡≥0
r(/)
尺
圖3.1 -17階躍函數
式中，R為常數。
當R=l時，為單位階躍函數，記為8(t)。
突然改變參考輸入值，如電動機突加載及突卸載，都可以用階躍函數表示。
(2)斜坡函數（見圖3.1- 18）
其數學表達式為：
r【小＆
t<0
￡≥0
圖3.1 - 18斜坡函數 式中，R為常數。當R=l時，為單位斜坡函數。
苫尚百
56電子技術基礎
斜坡函數又叫一次函數，它是階躍函數對時間的積分，而它的導數就是階躍函數。斜坡
函數信號是伺服系統(tǒng)中常見的輸入信號。
(3)脈沖函數
┏━━━━━━━━━┓
┃。．}—————一 ┃
中國航空網 www.k6050.com
航空翻譯 www.aviation.cn
本文鏈接地址：
民用航空器維修基礎系列教材 電子技術基礎(31)
