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铁杆木虫 (正式写手)

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[交流] 【原创】控制系统的典型输入分析已有4人参与

在现在的控制的书中或者是信号类的书时，介绍系统的典型输入时都是说阶跃信号，脉冲信号，那么这两个信号到底有什么特点呢？很多的书里面都没有说到，我在这里说一下我的看法。
对一个系统来说，如果我们只关心系统的输入和输出的关系，在控制理论中想要对系统有个了解的时候，就给系统加一个输入，这个时候如果系统的输出信号里面包含越多的系统的信息，那么这个测试对我们来说才是最有意义的。
那么阶跃信号和脉冲信号到底那个信号才能使系统的输出信号中包含有系统更多的信息呢，那应该是脉冲信号，因为脉冲信号这个输入它的频谱是负无穷到正无穷，系统本身有个系统的固有频率，当输入信号的频谱包含了所有的频谱是，这是肯定有某一个频率是和系统的频率是一样的，那么这个时候系统的输出将出现共振，这是系统的输出就包含了系统的信息。
阶跃信号的频谱只包含低频信号，那么阶跃信号加到系统时，系统的输出只能包含系统的低频信息。
那么从上述的分析来看，脉冲信号的输入较好了。但是在实际应用中，脉冲信号的生成不是很容易，因为脉冲信号的定义是持续时间是0，幅值是无穷大，所以不容易得到，只能用三角波，或矩形波来逼近。
在实际应用中，阶跃信号很容易生成，可以加到系统上，实际的生产过程高频的响应衰减很快，所以我们用阶跃信号来做系统的测试

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1楼 2010-04-02 20:32:10

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zhmc001

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★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖交流

楼主的分析非常深入，而且，我们也可以从另外一个角度来理解，
典型的输入信号都有一定的代表性，采用什么典型输入取决于测试者本身。。。
比如我们要对一个系统的抗干扰性进行测试，而干扰往往是无法估计的，所以一般采用白噪声或脉冲信号，因为脉冲信号更严格，因为它“持续时间是0，幅值是无穷大，”所以脉冲信号一般是用来测试系统的抗干扰性能
而阶跃信号呢，对于一个控制系统，我们通常不仅要求它有很好的抗干扰性，还要求它有很好的跟踪性，比如需要把电机从这个速度调整到另一个速度，或者把流量从这个值调整到另一个值，这就是阶跃，而这个品质往往又是最重要的，所以通常是用阶跃输入来评价一个系统
除此之外，典型信号还有一阶，二阶等。一阶就是移动跟踪，比如跟踪一架飞机，
二阶就是加速度跟踪，比如跟踪导弹，
所以针对不同的对象，需要有不同的品质，所以就需要采用不同的典型信号来测试评价。。。