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图3.1 -19所示的矩形脉冲的数学表达式为：
巾，=p
t<0
O≤t≤8
t>8
脉冲函数的面积等于R。当R=l，8-*0时，就得到单位脉冲
图3.1 - 19脉冲函数
函数即6函数。
脉冲函数用于表示幅值特别大、持续时间非常短的信号。
2．控制系统的性能指标
当自动控制系统的给定量改变或受到各种扰动时，被控制量就会偏离原来的值而产生偏
差。通过系统的自动调节作用，并经过短暂的过渡过程，被控制量又恢复到原来的状态，或
按照新的给定量稳定在新的值上，这时系统就从原来的平衡状态过渡到新的平衡状态。这一
过渡过程又称为动态过程或暂态过程，新的平衡状态称为稳态或静态。自动控制系统的动态
品质或稳态性能可以用相应的技术指标来衡量。
(1)系统的稳定性
当给定量发生变化或有扰动时，输出量将偏离原来的稳定值。这时若系统通过自动调节
作用，其输出量跟随给定量变化，或又恢复到原来的稳定值，说明系统是稳定的，
如图3.1 -20 (a)所示；但若系统的输出量发散，处于不稳定状态，如图3.1 -20 (b)历
示，则系统将无法正常工作，这种系统就称为不稳定系统。可见，一个自动控制系统首先必
须是稳定的，才能正常工作。
O
f 0
(a)
图3.1 - 20稳定与不稳定系统
(2)稳态性能指标
当系统从一个稳态过渡到一个新的稳态，或系统受到扰动作用又重新平衡后，系统可能
会出现偏差，这种偏差称为稳态误差(e。。)。控制系统的稳态性能通常用稳态误差来表示，
其大小反映了系统的稳态精度，也表明了系统控制的准确度。稳态误差越小，系统的稳态精
度越高。若稳态误差为零，则系统称为无静差系统，如图3.1 -21 (a)所示；若稳态误差
上篇模拟电子技术基础57
不为零，则系统称为有静差系统，如图3.1 -21 (b)所示。
0
0
(a) (b)
图3.1 - 21有静差与无静差系统
(3)动态性能指标
在自动控制系统中，组成系统的元件、被控对象等通常都有一定的惯性，如机械惯性、
电磁惯性、热惯性等，系统中的各种变量（如速度、位移、电压、温度等）一般都不能突
变。因此，系统从一个稳态到新的稳态都要经历一段时间，这段时间称为过渡过程。表征这
个过渡过程的性能指标称为动态性能指标。对于一般的控制系统，在给定量变化时，输出量
的动态变化过程有以下几种情况。
①单调过程。输出量近似按指数规律变化，缓慢达到新的稳态值。这种系统的反应速
度较慢，过渡过程较长，如图3.1-22 (a)所示。
②衰减振荡过程。输出量变化很快，经过几次振荡后，达到新的稳态值，
如图3.1 -22 (b)所示。
③等幅振荡过程。输出量持续振荡，始终达不到新的稳态，如图3.1-22 (c)所示。
这种系统是不稳定的。
0
┏━━━━━━┓
┃ 稳态但 ┃
┃ ／ ┃
┣━━━━━━┫
┃／／， ┃
┗━━━━━━┛
0
O
(c)(d)
图3.1 - 22 自动控制系统的动态过程
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58电子技术基础
④发散振荡过程。输出量发散振荡，且振荡越来越严重，如图3.1 - 22 (d)所示。这
是一种严重的不稳定状态，应避免系统出现这种状况。
系统通过校正后，一般都可以得到如图3.1 -22 (b)所示的动态过程，这样才能兼顾
快速性和稳定性的要求。下面以这种典型响应为例，说明描述系统动态品质的参数。系统的
单位阶跃响应曲线如图3.1 - 23所示，其中图(a)所示为衰减振荡的响应曲线，图(b)
所示为单调上升的响应曲线。
c(t)
Cmax
C(OD)
oo)
c(t)
c(co)
┏━━━━━━━━━━━━━┓
┃ 0.05c(co)或0.02c(oo) ┃
┃ 么钐形形形形∥形钐钐 ┃
┣━━━━━━━━━━━━━┫
┃ ：NNNNNNN心心沁 ┃
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图3.1 - 23稳定系统的单位阶跃响应曲线
①上升时间￡，
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民用航空器维修基础系列教材 电子技术基础(32)
