1. LINEAR CONTROL SYSTEMS Ali Karimpour Assistant Professor Ferdowsi University of Mashhad

2. Lecture 11 Ali Karimpour Oct 2009 2 Lecture 11 Time domain analysis of control systems Topics to be covered include: Time domain analysis. v Test signals. v Steady state error and error coefficients

3. Lecture 11 Ali Karimpour Oct 2009 3 چند سیگنال تست Some test signals R t R t 1 R R t Step input ورودی پله Velocity input ورودی شیب Acceleration input ورودی شتاب

4. Lecture 11 Ali Karimpour Oct 2009 4 خطا در سیستمهای کنترل Error in control systems G K + - c er Error signal input output e(t)=r(t)-c(t) E(s)=R(s)-C(s) Loop transfer function G(s)K(s) j=2 type two system j=0 type zero system سیستم نوع صفر j=1 type one system سیستم نوع یک سیستم نوع دو........

5. Lecture 11 Ali Karimpour Oct 2009 5 1 خطا در سیستمهای کنترل Error in control systems G K + - c er If the system is stable: (very important) 2

6. Lecture 11 Ali Karimpour Oct 2009 6 خطا در سیستمهای کنترل برا ی ورودی پله Error in control systems for step input Position constant 1 2

7. Lecture 11 Ali Karimpour Oct 2009 7 خطا در سیستمهای کنترل برا ی ورودی شیب Error in control systems for velocity input Velocity constant 1 2

8. Lecture 11 Ali Karimpour Oct 2009 8 خطا در سیستمهای کنترل برا ی ورودی پارابولیک Error in control systems for parabolic input Acceleration constant 1 2

9. Lecture 11 Ali Karimpour Oct 2009 9 خطا در سیستمهای کنترل Error in control systems position velocity acceleration Type K p K v K a e ss e ss e ss 01230123 k 0 0 k k 0 0 0 0 0 00

10. Lecture 11 Ali Karimpour Oct 2009 10 مثال 1 : خطاهای مختلف را برای سیستم زیر تعیین کنید. Example 1: Find the different errors in following system. + - c er Error for unit step input Errors for unit velocity and unit parabolic input System is stable so we continue

11. Lecture 11 Ali Karimpour Oct 2009 11 Example 1: Step response + - c er step(9,[1 10]) hold on;step(1,1) مثال 1 : پاسخ پله

12. Lecture 11 Ali Karimpour Oct 2009 12 مثال 1 : پاسخ شیب یا سرعت Example 1: Velocity response + - c er step(9,[1 10 0]) hold on;step(1,[1 0])

13. Lecture 11 Ali Karimpour Oct 2009 13 مثال 2 : خطاهای مختلف را برای سیستم زیر تعیین کنید Example 2: Find the different errors in following system + - c er Error for step input Error for parabolic input Error for velocity input System is stable so we continue

14. Lecture 11 Ali Karimpour Oct 2009 14 مثال 2 : پاسخ پله Example 2: Step response + - c er step(100,[1 10 100]) hold on;step(1,1)

15. Lecture 11 Ali Karimpour Oct 2009 15 Example 2: Velocity response step(100,[1 10 100 0]) hold on;step(1,[1 0]) + - c er مثال 2 : پاسخ شیب یا سرعت

16. Lecture 11 Ali Karimpour Oct 2009 16 Example 3: The closed loop transfer function of a system is given. Determine a such that the system error to step input is zero. مثال 3 : برای سیستم حلقه بسته داده شده a را چنان تنظیم کنید که خطای سیستم به ورودی پله صفر گردد First of all check the stability: Clearly it is stable

17. Lecture 11 Ali Karimpour Oct 2009 17 Example 4: The closed loop transfer function of a system is given. Determine a and b such that the system error to velocity input is zero. مثال 4 : برای سیستم حلقه بسته داده شده a و b را چنان تنظیم کنید که خطای سیستم به ورودی سرعت صفر گردد First of all check the stability: It is stable by example 3

18. Lecture 11 Ali Karimpour Oct 2009 18 Example 5: The closed loop transfer function of a system is given. Find the system error to unit step. مثال 5 : برای سیستم حلقه بسته داده شده خطای سیستم به ورودی پله واحد را بیابید First of all check the stability: It is unstable so the error is infinity

19. Lecture 11 Ali Karimpour Oct 2009 19 مثال 6 : خطاهای مختلف را برای سیستم زیر تعیین کنید Example 6: Find the different errors in following system + - c er Error for step input Errors for velocity and parabolic input System is stable so we continue Note that the above method doesn’t say anything about how the errors go to infinity توجه کنید که این روش راجع به چگونگی میل خطا به بینهایت صحبت نمی کند. Error series can explain the matter.

20. Lecture 11 Ali Karimpour Oct 2009 20 Exercises 1- Find the error of following system to step input. 2- Find the error of the following systems to step input. 3- Find the error of the following systems to velocity input.