自动控制原理
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3.1 时域分析法概述

系统时域分析法是指在时间关系上分析系统特性的方法。在不同时间区间上观测,系统特性存在很大差别。为此一般地定义,系统从初始状态到最终工作状态之间的时间过程称为瞬态响应,而时间上趋于无穷的时间过程称为稳态响应。

值得注意的是,瞬态响应定义上是t∈[0,∞)时间区间的系统响应,也就是说t→∞时数学意义上瞬态才结束。类似地,稳态响应定义上是t→∞时的系统响应。但实际上几乎所有物理可观测的瞬态过程在有限时间点上就会完成,所以,物理意义的t→∞是指系统状态变动落入某种允许变动或误差范围的状态。基于这种理解,瞬态响应只是有限时间区间内的观测;与此相应,稳态响应也是在有限时间开始的观察,如图3-1所示。

图3-1 瞬态与稳态的时间区间的划分

总之,系统时间响应包括瞬态和稳态响应,其时域分析就是对这两者响应所呈现的信号特性的随时间演进关系的时间分段式分析。