1.4.1 典型输入信号

一般而言，系统的输出响应与输入信号有关，如图1-13所示。对受控对象进行分析和实验，采用典型输入信号往往可以迅速得到系统的某些特性。

图1-13 控制系统的输出响应

1.阶跃输入信号

阶跃输入信号在时间t≥0时瞬时从零跃变到某一恒定值R，其在工程领域中十分常见，如启动电气开关、电动机的全压启动等。

2.斜坡输入信号

斜坡输入信号在时间t≥0时从零以斜率R逐渐上升，当R=1时为单位斜坡信号。斜坡信号也称为速度信号，也是工程实际中十分常见的控制输入信号。工程领域经常会遇到很多较大的受控对象，其电动机的额定电流很大，如果全压启动，则启动电流过大，容易对电网和设备造成较大的冲击，为此，对大容量电动机的控制常采用斜坡信号，控制电动机的转速逐渐上升，以达到最佳的综合控制性能。

3.抛物线输入信号

顾名思义，抛物线输入信号c（t）随时间的变化为一条抛物线形状，可以看出，c（t）的大小在不同时刻有很大的区别。对于图1-14（c）所示的抛物线信号，c（t）在初始的一段时间，其大小随时间缓慢上升，但随着时间的推移，其值急剧上升。抛物线信号可用于一些特殊的控制场合。

图1-14 典型输入控制信号

4.脉冲输入信号

脉冲输入信号如图1-15所示，脉冲信号c（t）在某一小区间[0，ξ]的值为R/ξ，而在其他时刻的值均为零。脉冲信号在工程中的应用十分普遍，如操控开关的点动信号、步进电动机驱动器每次给步进电动机发送的脉冲控制信号、脉冲发生器输出的控制信号等。这里还需要了解单位脉冲函数δ的概念，脉冲函数δ满足公式。在时间t=t₀处的单位脉冲函数为，且有。单位脉冲信号是一种理想信号，但在工程实际应用中，很多脉冲信号都可以简化为单位脉冲信号来处理。由于单位脉冲信号有许多与众不同的特性，因此应用单位脉冲信号的相关理论可以得到极佳的控制性能，这些内容在书中的后续章节将有所介绍。

图1-15 脉冲输入信号