简述时域分析方法的分析步骤_电脑系统时域分析方法

1.信号与系统，系统分析

2.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

3.离散系统时域分析

4.什么是时域分析法过渡到变换域分析法的基础

5.什么是信号的时域分析和频域分析?

傅里叶变换法：利用傅里叶变换将时域信号转换为频域信号，从而提取连续变化的频率响应特性以及平面波谱，从而分析系统的动态和稳态特性。

2.幅频分析法：利用采样信号，将时域信号转换为频域数据，从而可以估计系统的吸收和抑制特性，构建该信号的空间图像，研究所对应的函数及回归拟合和分析

3.动态参数法：分析某一信号的加速度和质量的变化，根据它们的最大值、最小值及变化趋势，从而研究系统的特性。

4.崩溃特征法：从信号的线性记忆特性出发，研究系统是否存在某一特定现象，从而分析出不同现象分别对应的系统状态，从而对系统进行分析。

5.值特征法：从信号曲线线段式分布出发，从波形周期性分析等方面研究系统的成分，从而对其工作状态进行描述及分析。

6. 相关性分析法：计算信号的自相关和互相关，从而探讨系统内部传播形式和加速度的变化趋势，从而对系统进行分析。

信号与系统，系统分析

zhen tan

把文字用在刀刃上

38 人赞同了该回答

分析信号用 傅里叶变换

分析系统用 连续系统：拉普拉斯变换离散系统：Z变换

----------更新1---------

《信号与系统》读薄了，也就讲了4种域：时域，频域，s域和z域。现在理清一下它们与“信号”和“系统”的关系，及它们间的转换：

连续信号：x(t)离散信号：x[n] 频域

连续信号：

—连续系统：显性描述：单位冲激响应——h(t)隐性描述：微分方程—离散系统：显性描述：单位脉冲响应——h[n]隐性描述：差分方程 频域（存在局限性）

频率响应(连续)：

----------更新2---------

上面没有结合应用，可能会让人看得懵逼，接下来结合应用说说

应用1（信号）：分析信号频谱 利用 傅里叶变换 ，将时域信号转成频域频谱，查看信号主要频率成份及其分布

比如分析传感器所获得的含噪信号的噪音频谱范围，以确定去噪方法

应用2（系统）：查看滤波器通带 已知低通滤波器的单位脉冲响应，想查看它的通带，利用 傅里叶变换 转成频域查看通带。

比如，对应用1的信号进行去噪，就要设计一个滤波器，设计完后，要查看滤波器通带是否正确，就要转成频域来查看（可能使用 傅里叶变换 将时域转成频域，也可能用

应用3（系统）：电路分析 已知一个包含各种电容，电感，电阻和运算放大器模块，以及各种反馈的电路系统。如果知道其微分方程，可以直接通过 傅里叶变换 分析该系统对输入信号频谱的影响。然而傅里叶变换却不能分析系统的 稳定性 ，所以需用 拉普拉斯变换 转成s域就能分析，而且转换更方便。

比如，电路中的某些反馈很可能导致意想不到的放大，在s域就能分析出。

应用4（系统）：自动控制 已知一个PID算法，及其差分方程，需要分析其是否稳定，直接用 z变换 转成z域分析。

比如用单片机控制小车的速度，就需要PID。只有z域才能分析出其是否稳定，如果不稳定，可能造成小车不断加速。

PS: 以上的应用如果出现描述错误，请各位看官指出

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

傅里叶变换的条件是时域信号绝对可积，拉普拉斯是时域信号乘以e^(-sigma*t)满足绝对可积，也就是说拉普拉斯变换本质上就是“时域信号乘以e^(-sigma*t)”后的傅里叶变换。其中，sigma是s的实部。

另外，傅里叶变换的条件充分非必要条件，满足条件，就可以用傅里叶变换的定义式求解；而拉普拉斯变换的条件是满足该条件的sigma的区域，就是拉普拉斯变换存在的区域，也就是收敛域的概念。也就是说，傅里叶一旦满足条件，w整个频域都有定义，而拉普拉斯变换则是s的一部分有定义。这也是两者的区别。

离散系统时域分析

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。

什么是时域分析法过渡到变换域分析法的基础

方法一：虽然是非因果系统但是你的单位冲激响应是有限的，只要从它的起点开始计时，就可以看作因果的，无非就是算完后最终要把时间起点改回来。

方法二：老老实实根据卷积（双边求和）的公式来写函数，因为不要求快速卷积，所以直接两重循环就可以了，不难。

什么是信号的时域分析和频域分析?

时域分析法。时域分析法比较直观，物理概念清楚，是学习各种变换域分析法的基础，时域分析是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。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。

1.信号的时域分析：是指直接在时间域内对系统动态过程进行研究的方法。

2.信号频域分析：是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f)，从而帮助人们从另一个角度来了解信号的特征。

常用的分析方法为：

画伯德图（波特图），根据波特图可以知道信号幅值的变化和相位的延迟，例如在某个频率范围内，信号幅值特性曲线的斜率为-20dB/十倍频，说明信号频率每增加已被，幅值-3dB。这个分析方法是针对频域的，时域分析通过微分方程（结合初始条件）来分析，直接以时间为横坐标作图啊，或者，找出过振荡、振荡及临界状态，一般都转换成频域来分析。