分析系统性能的基本方法有 在控制系统的时域分析方法中，评价控制系统的性能指标通常有哪些
系统分析方法来源于系统科学。系统科学是20世纪40年代以后迅速发展起来的一个横跨各个学科的新的科学部门，它从系统的着眼点或角度去考察和研究整个客观世界，为人类认识和改造世界提供了科学的理论和方法。它的产生和发展标志着人类的科学思维由主要以“实物为中心”逐渐过渡到以“系统为中心”，是科学思维的一个划时代突破。
系统分析是咨询研究的最基本的方法，我们可以把一个复杂的咨询项目看成为系统工程，通过系统目标分析、系统要素分析、系统环境分析、系统资源分析和系统管理分析，可以准确地诊断问题，深刻地揭示问题起因，系统分析方法的具体步骤包括：限定问题、确定目标、调查研究收集数据、提出备选方案和评价标准、备选方案评估和提出最可行方案。
限定问题
所谓问题，是现实情况与计划目标或理想状态之间的差距。系统分析的核心内容有两个：其一是进行“诊断”，即找出问题及其原因；其二是“开处方”，即提出解决问题的最可行方案。所谓限定问题，就是要明确问题的本质或特性、问题存在范围和影响程度、问题产生的时间和环境、问题的症状和原因等。限定问题是系统分析中关键的一步，因为如果“诊断”出错，以后开的“处方”就不可能对症下药。在限定问题时，要注意区别症状和问题，探讨问题原因不能先入为主，同时要判别哪些是局部问题，哪些是整体问题，问题的最后确定应该在调查研究之后。
确定目标
系统分析目标应该根据客户的要求和对需要解决问题的理解加以确定，如有可能应尽量通过指标表示，以便进行定量分析。对不能定量描述的目标也应该尽量用文字说明清楚，以便进行定性分析和评价系统分析的成效。
调查研究，收集数据
调查研究和收集数据应该围绕问题起因进行，一方面要验证有限定问题阶段形成的假设，另一方面要探讨产生问题的根本原因，为下一步提出解决问题的备选方案做准备。
调查研究常用的有四种方式，即阅读文件资料、访谈、观察和调查。
收集的数据和信息包括事实（facts）、见解(opinions)和态度(attitudes)。要对数据和信息去伪存真，交叉核实，保证真实性和准确性。
提出方案和评价标准
通过深入调查研究，使真正有待解决的问题得以最终确定，使产生问题的主要原因得到明确，在此基础上就可以有针对性地提出解决问题的备选方案。备选方案是解决问题和达到咨询目标可供选择的建议或设计，应提出两种以上的备选方案，以便提供进一步评估和筛选。为了对备选方案进行评估，要根据问题的性质和客户具备的条件。提出约束条件或评价标准，供下一步应用。
方案评估
根据上述约束条件或评价标准，对解决问题备选方案进行评估，评估应该是综合性的，不仅要考虑技术因素，也要考虑社会经济等因素，评估小组应该有一定代表性，除咨询项目组成员外，也要吸收客户组织的代表参加。根据评估结果确定最可行方案。
提交最可行方案
最可行方案并不一定是最佳方案，它是在约束条件之内，根据评价标准筛选出的最现实可行的方案。如果客户满意，则系统分析达到目标。如果客户不满意，则要与客户协商调整约束条件或评价标准，甚至重新限定的问题，开始新一轮系统分析，直到客户满意为止。地提出解决方案和满足客户的需求。
频率特性法主要通过系统的什么来分析闭环系统性能~
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。
控制系统的时域响应及其性能指标
为了分析和评价线性控制系统时间响应的性能，需要首先研究线性控制系统在典型输入信号作用下的时间响应过程和性能指标。
3.1.1 时域响应
任何一个稳定的线性控制系统，在输入信号作用下的时间响应都由动态响应(或瞬态响应、暂态响应)和稳态响应两部分组成。动态响应描述了系统的动态性能，而稳态响应反映了系统的稳态精度。两者都是线性控制系统的重要性能。因此，在对系统设计时必须同时给予满足。
1. 动态响应
动态响应又称瞬态响应或过渡过程，指系统在输入信号作用下，系统从初始状态到最终状态的响应过程。根据系统结构和参数选择情况，动态响应表现为衰减、发散或等幅振荡几种形式。显然，一个实际运行的控制系统，其动态响应必须是衰减的，也就是说，系统必须是稳定的。动态响应除提供系统稳定性的信息外，还可以提供响应速度及阻尼情况等运动信息，这些运动信息用动态性能来描述。
第3章 控制系统的时域分析
2. 稳态响应
如果一个线性系统是稳定的，那么从任何初始条件开始，经过一段时间就可以认为它的过渡过程已经结束，进入了与初始条件无关而仅由外作用决定的状态，即稳态响应。所以稳态响应是指当t趋于无穷大时系统的输出状态。稳态响应表征系统输出量最终复现输入量的程度，提供系统有关稳态误差的信息，用稳态性能来描述。
由此可见，线性控制系统在输入信号作用下的性能指标，通常由动态性能和稳态性能两部分组成。
3.1.2 稳态性能指标
稳态性能指标是表征控制系统准确性的性能指标，是一项重要的技术指标，通常用稳态下输出量的期望值与实际值之间的差来衡量，称为稳态误差。如果这个差是常数，则称为静态误差，简称静误差或静差。稳态误差是系统控制精度或抗扰动能力的一种度量。在本章控制系统的稳态误差一节将详细讨论。
3.1.3 动态性能指标
一个控制系统除了稳态控制精度要满足一定的要求以外，对控制信号的响应过程也要满足一定的要求，这些要求表现为动态性能指标。
不稳定系统没有实用价值，因此不需要研究其动态性能指标。
一般认为，阶跃输入对系统来说是最严峻的工作状态。如果系统在阶跃函数作用下的动态性能满足要求，那么系统在其他形式的函数作用下，其动态性能也是令人满意的。因此在大多数情况下，为了分析研究方便，最常采用的典型输入信号是单位阶跃函数，并在零初始条件下进行研究。也就是说，在输入信号加上之前，系统的输出量及其对时间的各阶导数均等于零。
描述稳定的系统在单位阶跃函数作用下，动态过程随时间t的变化状况的指标称为动态性能指标。线性控制系统在零初始条件和单位阶跃信号输入下的响应过程曲线称为系统的单位阶跃响应曲线。典型形状如图3.1所示。各项动态性能指标也示于图中。
(1) 延迟时间td：指响应曲线第一次达到其稳态值一半所需的时间，记作td；
(2) 上升时间tr：指响应曲线首次从稳态值的10%过渡到90%所需的时间；对于有振
荡的系统，亦可定义为响应曲线从零首次达到稳态值所需的时间，记作tr。上升时间是系
统响应速度的一种度量。上升时间越短，响应速度越快；
(3) 峰值时间tp：指响应曲线第一次达到峰点的时间，记作tp；
(4) 调节时间ts：指响应曲线最后进入偏离稳态值的误差为±5%(也有取±2%)的范围
并且不再越出这个范围的时间，记作ts；
(5) 超调量σ%：对于图3.1所示的振荡性的响应过程，响应曲线第一次越过稳态值达到峰值时，越过部分的幅度与稳态值之比称为超调量，记作σ%，即
c?c(∞)σ%=max×100% (3.1) c(∞)
式中c(∞)表示响应曲线的稳态值，cmax=c(tp)表示峰值。
·39·
·40· 自动控制原理
图3.1 单位阶跃响应及动态性能指标
上述五个动态性能指标，基本上可以体现系统动态过程的特征。在实际应用中，常用的动态性能指标多为上升时间、调节时间和超调量。通常用上升时间或峰值时间来评价系统的响应速度；用超调量评价系统的阻尼程度；而调节时间是同时反映响应速度和阻尼程度的综合性指标。
应当指出，上述各动态指标之间是有联系的。因此对于一个系统常没有必要列出所有动态指标。另一方面，正是由于这些指标存在联系，也不可能对各项指标都提出要求，因为这些要求之间可能会发生矛盾，以致在调整系统参数以改善系统的动态性能时，会发生顾此失彼的现象。同时，除简单的一、二阶系统外，要精确确定这些动态性能指标的解析表达式是很困难的。
为什么在分析系统性能时要用到时域分析法?
答：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清郑的优点。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...
系统性能评价的介绍
答：这里，性能代表系统的使用价值。 1性能评价技术就是将看不见摸不着的性能转换为人们能够数量化和可以进行度量和评比的客观指标，以及从系统本身或从系统模型获取有关性能信息的方法。前者即测量技术，后者包括模拟技术和分析技术。 1性能评价通常是与成本分析结合在一起，以获得各种系统性能和性能价格比的...
系统评价的方法有哪些
答：系统评价的方法主要包括以下几种：文献评价法。这种方法主要侧重于收集与分析目标系统的相关文献，通过归纳与整理文献中的数据和观点，形成对系统性能的综合评价。这种方法的优势在于可以充分利用前人研究成果，快速获取大量数据和信息。专家评价法。这是一种基于专家知识和经验的评价方法。专家根据他们的专业知识...
列举出判别线性系统稳定性的三种基本方法
答：一个线性系统的稳定性是系统的主要性能指标，判断线性系统稳定性方法有代数法、根轨迹法和奈奎斯特判定法。系统稳定性分析主要是时域和频域上的分析，具体地讲包括劳斯判据、赫尔维茨判据、奈奎斯特判据（奈氏图）、对数判据（伯德图）、根轨迹法等。其中前两者属于代数判据，后三者需作图再判断系统稳定性。...
简述韧系统分析方法
答：系统工程的基本方法是:系统分析、系统设计相系统的综合评价。具体地说，就是用数学模型和逻辑模型来描述系统，通过模拟反映系统的运行、求得系统的最优组合方案和最优的运行方案。70年代以来，系统工程已广泛地应用于交通运输、通讯、企业生产经营等部门，在体育领域亦有应用价值和广阔的前景。它的基本特点...
代表性的信息管理系统评价方法有哪些?
答：信息管理系统评价方法有主要有5种。1）专家评价法。该方法是通过多名专家对信息管理系统的主要指标如：用户满意度、系统性能、经济效益等，进行综合打分，并计算最终的算数或加权平均分的一种评价方法。2）层次分析法。该方法的定义为：一个复杂的多目标决策问题作为一个系统，将目标分解为多个目标或准则...
分析自动控制系统性能最直接的方法是?
答：这种控制较简单， 但控制精度难以保证， 因为无论系统是受到外部干扰或工作过程中特性参数发生变化， 都会直接波及被控量， 使被控量不等于给定值， 系统自身没有纠偏能力。 当然， 如果系统的结构参数稳定， 而外部干扰较弱时， 这种控制方式还是可以采用的， 如自动化流水线、 自动洗衣机等都属开环...
电驱动系统性能分析包括
答：集成装置 纯电动汽车的电机驱动系统中，电机将电能转换为动能以产生驱动转矩，而减速器与电机传动连接，在电机和执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用。目前，电机驱动系统的这3部分主要采用分体设计，然后由整车厂组装成为一个整体。这种组装形成的电机驱动装置，整体体积一般很大，因而对空间需求也大。为...
回顾:系统的能控性、能观性和稳定性及李雅普诺夫方法
答：李雅普诺夫稳定性理论的核心是提出了判别系统稳定性的两种方法,分别被称为李雅普诺夫第一方法和第二方法。 李雅普诺夫第一方法是通过求解系统的动态方程,然后根据解的性质来判断系统的稳定性,其基本思路和分析方法与古典控制理论是一致的。由于需要求出系统动态方程的解后才能判别系统的稳定性,故也称为判别稳定性的李...
时域分析法和频域分析法有什么区别?
答：一、性质不同 1、时域分析：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。2、频域分析：研究控制系统的一种工程方法。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。描述控制系统在不同频率的正弦函数作用时的稳态输出和输入信号之间关系的数学模型称为频率...
