第八章反馈讲义控制电路
反馈控制电路原理详解
如鲁棒控制、自适应控制等，这些 控制策略能够自动适应系统参数变 化和外部扰动，提高系统稳定性。
04
频率响应与滤波器设计
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
频率响应概念及意义
频率响应定义
描述电路或系统对不同频率信号的放大或衰减特性。
意义
反映电路对不同频率信号的传递能力，是评价电路性 能的重要指标。
加强系统维护
定期对电路进行维护和保养，确保电路处于 良好状态，提高其抗干扰能力。
THANKS
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02
来自外部环境的干扰，如电磁干扰、电源波动等，可能导致电
路误动作或性能下降。
传输噪声
03
信号在传输过程中受到干扰，如串扰、反射等，影响信号质量
和传输效率。
常见噪声抑制方法介绍
滤波技术
采用滤波器对电路中的噪声进行 滤除，如低通、高通、带通滤波 器等，可有效抑制特定频率范围
的噪声。
屏蔽技术
采用屏蔽罩、屏蔽线等措施，减 少外部电磁干扰对电路的影响。
应用
在通信、音频、图像处理等领域，需根据信号频率特 性选择合适的电路或系统。
滤波器类型选择依据
滤波器作用
允许某一部分频率的信号通过 ，同时抑制其他频率的信号。
通带与阻带
根据需要选择通带（允许通过 的频率范围）和阻带（被抑制 的频率范围）。
滤波器类型
如低通、高通、带通、带阻等 ，根据信号特性和应用需求选 择。
控制对象
被控制的物理量或系统，如温 度、压力、速度等。
比较元件
将测量元件输出的实际值与给 定值进行比较，产生误差信号。
执行元件
根据放大后的误差信号，驱动 控制对象改变其状态或行为。
什么是反馈电路？
什么是反馈电路？反馈电路是电子工程中常见的一种电路形式，是通过将电路的输出信号再次引入到电路的输入端，从而对电路性能进行调节和控制的一种技术手段。
反馈电路的核心思想是通过引入反馈信号，使得电路能够对输入信号进行补偿和调整，从而实现电路增益的稳定性、频率响应的扁平性、输出波形的线性度等性能指标的优化。
反馈电路被广泛应用于放大器、滤波器、振荡器等电路中，起到了至关重要的作用。
反馈电路的基本原理反馈电路的基本原理可以概括为以下几点：1. 引入反馈信号可以改善电路的稳定性和线性度。
通过反馈电阻或者电容等元件，将电路的输出信号反馈到输入端，可以使得电路的增益和频率响应等性能指标得到精确的控制。
这种正反馈或负反馈的设计可以在一定程度上减小电路对元器件参数变化的敏感度，提高电路的稳定性和线性度。
2. 检测电路的输出信号是反馈电路设计的核心。
反馈电路通常包括一个电路块用于检测电路的输出信号，这个电路块被称为比较器或检波器。
比较器可以根据输出信号与设定的参考信号之间的差异，来产生控制信号对输入信号进行补偿。
3. 反馈电路分为正反馈和负反馈两种形式。
正反馈是指反馈信号与输入信号同相，通过增强原有信号来引起电路的非线性失真，常用于振荡器等电路中。
负反馈是指反馈信号与输入信号反相，通过减小输入信号来降低电路的增益，使得电路稳定性更好、线性度更高。
4. 反馈电路的类型多种多样。
根据反馈路径不同，反馈电路可以分为串联反馈、并联反馈和混合反馈等多种类型。
每种类型的反馈电路都有各自的特点和适用范围，在实际应用中需要根据具体的需求来选择合适的反馈电路类型。
反馈电路的应用反馈电路的应用非常广泛，几乎涵盖了电子器件和系统的各个方面。
以下是反馈电路常见的一些应用：1. 放大器：反馈电路在放大器设计中发挥着关键作用。
通过反馈电路可以实现放大器的增益稳定性、频率响应扁平以及非线性失真的控制，使得放大器的性能得到了显著提升。
2. 滤波器：反馈电路广泛应用于滤波器设计中。
2021年初中物理竞赛及自主招生专题讲义第八讲电路第五节复杂电路的简化与等效含解析
第五节 复杂电路的简化与等效一般混联电路比较复杂,在题目中出现时,有时故意将电路图抽象化、隐蔽化,使我们不容易很快看出电阻的串并联关系,画“等效电路”就是对比较复杂的电路运用串并联电路的知识进行分析,画出简明的等效电路,这种科学方法即“等效替代”的方法。
将比较复杂的电路画成简明的等效电路是电路计算中十分重要的一步。
本节将介绍几种常见的简化电路的方法,为了下文的表述方便以及让读者能够更清晰地理解这些方法,需要先介绍一个重要的概念——电势。
一、电路中导线节点的电势众所周知,在地球表面附近,物体都有自己的髙度,物体受到的重力的方向都是竖直向下的（即沿着重力的方向）。
电势就相当于是电路中的“髙度”,在电源外部,电流从电源正极流出,经过用电器后流回到电源负极,电源正极处的电势最髙,电源负极处的电势最低,当电流经过用电器时,沿着电流方向电势逐渐降低。
电势的减少量实际上等于用电器两端的电压,即当电流I 流经阻值为R 的电阻时,电势降低了U IR =。
电压实际上是电势之差。
电势和电压的单位都是伏特。
在图8.128（3）所示的电路图中,已知电源电压为12 V U =,15 4 R R ==Ω,2=18 R Ω,3 6 R =Ω,412 R =Ω。
从电源正极开始,依次用字母A ,B ,C ,D 标记电路中导线的连接处（即节点）,由于导线没有电阻,电流经过导线时电势不降低,同一导线两端的电势相等,可以用同一个字母标记。
设电源负极D 点处电势为0,由于电源电压为12 V U =,则A 点的电势为12 V 。
根据串并联电路的规律,容易求出通过各个电阻的电流分别为1=1.2 A I ,2=0.4 A I ,30.8 A I =,40.2 A I =,50.6 A I =。
则从A 到B ,电势降低了111 4.8 V U I R ==,所以B 点的电势为7.2 V ;从B 点到C 点,电势降低了333 4.8 V U I R ==,所以C 点的电势为2.4 V ;从C 点到D 点,电势降低了444 2.4 V U I R ==（或555 2.4 V U I R ==）,因此D 点电势为零,这和我们假设的D 点电势为零相符。
《高频反馈控制电路》课件
为了解决非线性失真问题，可以采取一系列措施，如优化电路设计、减小信号幅度、选择合适的元件等。此外，在电路设计中考虑非线性抑制也是解决非线性失真问题的有效方法。
06
高频反馈控制电路的发展趋势与展望
新型高频反馈控制电路的研究方向：随着技术的不断发展，新型高频反馈控制电路的研究也在不断深入。目前的研究方向主要包括采用新型材料、优化电路设计、提高工作频率等方面。
详细描述
线性度是指高频反馈控制电路在一定工作范围内，输出与输入之间的线性关系。线性度好的电路，其输出与输入成比例关系，能够更好地实现信号的传输和处理。线性度对于保证信号的真实性和准确性至关重要，特别是在高精度和高稳定性的应用中。
VS
噪声性能是衡量高频反馈控制电路性能的重要指标之一，它反映了电路对噪声的抑制能力。
高频反馈控制电路的组成
输入阻抗
输入灵敏度
输入噪声
输入带宽
01
02
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04
描述输入端对信号源的电阻抗特性，影响信号源的输出电压。
输入电压变化与输入电流变化的比值，表示电路对微弱信号的响应能力。
输入端产生的随机电信号，影响电路性能和稳定性。
输入部分对信号频率的响应范围，限制了电路处理信号的频率范围。
总结词
带宽增益乘积是指高频反馈控制电路在一定带宽内的增益与工作频率的乘积。该指标用于评估电路在不同频率下的增益表现，是衡量电路性能的重要参数。在高频应用中，带宽增益乘积的大小直接影响到电路的动态响应和信号处理能力。
详细描述
总结词
线性度是衡量高频反馈控制电路性能的重要指标，它反映了电路输出与输入之间的关系。
详细描述
噪声性能是指高频反馈控制电路在工作过程中，对内部和外部噪声的抑制能力。噪声性能好的电路能够有效抑制噪声干扰，提高信号的信噪比，从而保证信号传输和处理的准确性。噪声性能对于高频反馈控制电路的可靠性和稳定性具有重要影响。
反馈电路原理
反馈电路原理反馈电路是电子电路中常见的一种电路结构，它通过将部分输出信号反馈到输入端，以实现对电路性能的调节和控制。
反馈电路可以分为正反馈和负反馈两种类型，它们在电路中的应用十分广泛，对于电子设备的稳定性、增益、频率响应等性能有着重要的影响。
本文将从反馈电路的基本原理、分类、特点以及在电子电路中的应用等方面进行介绍。
首先，我们来了解一下反馈电路的基本原理。
反馈电路的基本原理是将一部分输出信号反馈到输入端，通过这种方式来影响整个电路的性能。
正反馈是指输出信号与输入信号同相位，而负反馈则是输出信号与输入信号反相。
正反馈会增加电路的增益，但也容易造成电路的不稳定；而负反馈则可以提高电路的稳定性和线性度，但会降低电路的增益。
在实际应用中，需要根据具体的要求来选择使用正反馈还是负反馈。
其次，我们来看一下反馈电路的分类。
按照反馈的方式，反馈电路可以分为电压反馈和电流反馈两种类型。
电压反馈是指将部分输出电压反馈到输入端，而电流反馈则是将部分输出电流反馈到输入端。
根据反馈的方式不同，反馈电路又可以细分为电压串联反馈、电压并联反馈、电流串联反馈和电流并联反馈等多种类型。
不同类型的反馈电路在电路性能调节和控制方面有着各自的特点和适用范围。
接下来，让我们来了解一下反馈电路的特点。
反馈电路可以通过调节反馈比例来实现对电路性能的调节，具有灵活性高、可调节范围广的特点。
同时，反馈电路还可以提高电路的稳定性和线性度，减小电路的非线性失真，提高电路的频率响应特性。
但是，反馈电路也会增加电路的复杂度和成本，同时对于一些特定的应用场景可能并不适用。
最后，让我们来看一下反馈电路在电子电路中的应用。
反馈电路广泛应用于放大电路、振荡电路、滤波电路等各种类型的电子电路中。
在放大电路中，反馈电路可以提高放大器的线性度和稳定性；在振荡电路中，反馈电路可以实现振荡频率和波形的稳定控制；在滤波电路中，反馈电路可以提高滤波器的选择性和抑制非线性失真。
电路分析实验讲义8
电路分析实验讲义实验要求：1、按时上课，不迟到、早退，不无故旷课，有事有病要请假；2、课前按实验讲义认真预习，将实验目的，实验原理按要求写在实验报告上。
3、按要求设计实验方案，连接，线路，让指导教师检查后方可打开电源进行实验。
4、认真如实地将实验数据记录在原始数据纸上，不得抄袭别人的实验数据。
5、认真完成实验报告，按时交实验报告。
6、实验成绩以预习，实验操作，实验报告综合构成，缺实验请在规定的时间上补做，过期不补，缺两次实验成绩不及格。
7、实验严格按课表，不得随意交换，因故交换请提前说明，同意后方可。
指导教师：2013年10月25日实验一：叠加原理的验证实验目的:验证线性电路的叠加原理的正确性,从而加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解.实验原理:叠加原理:在有几个独立源共同作用下的线性电路中,通过每一个元件的电流或其两端的电压,可以看成是由每一个独立源单独作用是在该元件上所产生的电流或电压的代数和.线性电路的齐次性是指当激励信号(与独立源的值)增加或减小K倍时,电路的响应(即在电路其他各电阻元件上所建立的电流和电压值)也将增加或减小K 倍.KHDL-1型电路原理实验箱(含直流稳压电源+6、+12，直流数字毫安表),数字万用表DY2105。
实验内容：１、 按实验电路图２－１接线，取Ｅ1＝＋１２Ｖ，Ｅ2＝＋６Ｖ。
２、 令Ｅ1电源单独作用时，用数字万用表的电压档和毫安表测量各支路电流及各电阻元件两端电压，数据记入表格中。
３、 令Ｅ2电源单独作用时，重复实验步骤２的测量和记录。
４、 令Ｅ1和Ｅ2共同作用时，重复上述的测量和记录。
５、 将Ｅ2的数值调到＋１２Ｖ，重复上述第３项的测量并记录。
(表格1)实验注意事项：１、 测量各支路电流时，应注意仪表的极性，在数据表中用＋、－号记录。
２、 注意仪表的量程和及时换挡。
１、 根据实验数据验证线性电路的叠加性和齐次性。
２、 各电阻器所消耗的功率能否用叠加原理计算得出？试用上述数据进行计算并作结论。
《反馈控制电路》课件
5. 实际搭建电路，测试性 能。
4. 仿真验证，调整参数。
3. 设计控制电路，确定反 馈环路。
01
03 02
实现方法与技巧
实现方法
模拟电路、数字电路、单片机控 制等。
模拟电路
简单、快速，适用于对精度要求不 高的场合。
数字电路
精度高、稳定性好，但实现复杂。
实现方法与技巧
• 单片机控制：集成度高、功能强大、易于编程。
THANKS
通过反馈控制，系统能够快速响应外部干 扰和变化，减小输出信号的误差，提高系 统的响应速度和准确性。
反馈控制电路是实现自动控制的关键技术 之一，广泛应用于各种工业自动化设备和 系统中。
反馈控制电路的应用领域
工业自动化
航空航天
反馈控制电路广泛应用于工业自动化 系统中，如电机控制、温度控制、压 力控制等。
《反馈控制电路》PPT课件
目录
• 反馈控制电路概述 • 反馈控制电路的组成与类型 • 反馈控制电路的设计与实现
目录
• 反馈控制电路的性能优化 • 反馈控制电路的发展趋势与展望
01
反馈控制电路概述
定义与工作原理
定义
反馈控制电路是一种通过检测输出信号并反馈到输入端，与原始输入信号进行 比较，根据比较结果调整输入信号，以实现电路性能优化的控制系统。
执行器
接收控制信号，驱动被控对象改变其状 态。
受控对象
被控制的对象或过程。
类型划分
负反馈控制电路
通过降低输出信号的幅度来减小误差， 提高控制精度。
比例控制电路
控制器输出的控制信号与输入的误差信 号成比例关系。
正反馈控制电路
通过增加输出信号的幅度来扩大误差， 可能导致系统失稳。
2024年高二暑假985培优讲义：第08讲串联电路和并联电路(含解析)
2024年高二暑假985培优讲义：第08讲串联电路和 并联电路（含解析）第08讲串联电路和并联电路|学号目标彳1 •理解串联电路、并联电路的特点并能化简电路进行有关计算2.掌握电表的改装原理及其应用［函基础知厂---------------------IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII -----------------------一、串联电路、并联电路的特点项目串联电路并联电路电流各处电流相等，即I=Il=l2= (I)总电流等于各支路电流之和，即1=11+I2+. • -+In电压总电压等于各部分电压之和，即U=Ul+U 2+...+U n各支路两端电压相等，即U=Ul=U2=...=Un 总电阻总电阻等于各部分电阻之和，即R=R1+R2+.. .+Rn 总电阻倒数等于各支路电阻倒数之和，即111 1—=—+—+...+—R Ri R? Rn二、电表的改装原理小量程的表头G 改装成电压表小量程的表头G 改装成电流表内部电路<------------------U ----------------------->■*— Ug—*1*— U r —*o ~~:——®-匚5R 的作用分压分流I Q考点剖析------------------liiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiniiiii -----------------------考点一：串并联电路的计算改装时需要串联或并联的电阻值r _U r _U~U&4 i gR =虹工电表总内阻、=Rg + R = ~j~1 g7?a =-^- = %a R/R I【例1】如图所示，R 】=2Q, &=10Q,氏=10。
，A 、3两端接在电压恒定的电源上, 则（）A. S 断开时，通过R ］与&的电流之比为1:5B. S 闭合时，通过&与氏的电流之比为2:5C. S 断开与闭合两情况下，电阻&两端的电压之比为2:1D. S 断开与闭合两情况下，电路中的总电阻之比为12:7考点二：电表的改装【例2】（2022-湖南师大附中高二期中）如图所示为两个量程的电压表原理图，定值电阻Ri=2.95xiog, #2=1.2x105。
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高频电子线路
特别是在航空航天电子系统中, 由于收、发设备 是装在不同的运载体上, 二者之间存在相对运动, 必然 产生多卜勒效应, 因此引入随机频差。所以, 为了提高 通信和电子系统的性能指标, 或者实现某些特定的要 求, 必须采用自动控制方式。 由此, 各种类型的反馈 控制电路便应运而生了。
根据控制对象参量的不同, 反馈控制电路可分为以 下三类： 自动增益控制（简称ＡＧＣ）, 自动频率控 制（简称ＡＦＣ）和自动相位控制（简称ＡＰＣ）。 其中自动相位控制电路又称为锁相环路（简称ＰＬ Ｌ）, 是应用最广的一种反馈控制电路。
Uy=KV(uc)Ux
12高频电Βιβλιοθήκη 线路２ 比较过程KV
在ＡＧＣ电路里, 比较参量是信号电平, 所以采用电压比较器。 反馈网络由电平检测器、低通滤波器和直流放大器组成。 反馈网络检测出输出信号振幅电平（平均电平或峰值电平）, 滤去不需要的较高频率分量, 然后进行适当放大后与恒定的 参考电平UR比较, 产生一个误差信号。
10
高频电子线路
一、工作原理
自动增益控制电路是一种在输入信号幅值变化很大的情 况下, 通过调节可控增益放大器的增益, 使输出信号幅值基本 恒定或仅在较小范围内变化的一种电路, 其组成方框图如下图 所示。
11
高频电子线路
KV
设输入信号振幅为Ux, 输出信号振幅为Uy, 可控增 益放大器增益为KV（uc）, 即其是控制信号uc的函 数, 则有：
现由于输入信号ｘ(ｔ) 或可控器件本身的特性发生变化, 导致输出信号ｙ(ｔ)发生变化, 产生一个增量Δｙ, 从而产生一 个新的反馈信号ｆ(ｔ), 经与恒定的参考信号ｒ0比较, 必然使 误差信号发生变化, 产生一个增量Δｅ。误差信号的变化将使可 控器件的特性发生变化, 从而使ｙ(ｔ)变化的方向与原来变化的 方向相反, 也就是使Δｙ减小。经过不断地循环反馈, 最后环路 达到新的稳定状态, 输出ｙ(ｔ)趋近于原稳定状态ｙ0。
由此可见, 这种反馈控制电路可使输出信号ｙ(ｔ)跟踪参考信 号ｒ(ｔ)的变化。
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高频电子线路
第一节 自动增益控制电路
在通信、导航、遥测遥控系统中, 由于受发射功率 大小、 收发距离远近、电波传播衰落等各种因素的影 响, 接收机所接收的信号强弱变化范围很大, 信号最强 时与最弱时可相差几十分贝。如果接收机增益不变, 则 信号太强时会造成接收机饱和或阻塞, 而信号太弱时又 可能被丢失。因此, 必须采用自动增益控制电路, 使接 收机的增益随输入信号强弱而变化。这是接收机中不 可缺少的辅助电路。在发射机或其它电子设备中, 自动 增益控制电路也有广泛的应用。
精品
第八章反馈控制电路
高频电子线路
第8章 反馈控制电路
概述
以上各章分别介绍了放大电路、 振荡电路、 调制电路和 解调电路。由这些功能电路可以组成一个完整的通信系统或其 它电子系统, 但是这样组成的系统其性能不一定完善。例如, 在调幅接收机中, 天线上感生的有用信号的强度往往由于电波 传播衰落等原因会有较大的起伏变化, 导致放大器输出信号时 强时弱不规则变化, 有时还会造成阻塞。又如, 在通信系统中, 收发两地的载频应保持严格同步, 使输出中频稳定, 而要做到 这一点也比较困难。
3
高频电子线路
比较器的作用是将外加参考信号ｒ(ｔ)和反馈信号ｆ (ｔ)进行比较, 输出二者的差值即误差信号ｅ(ｔ),
然后经过控制信号发生器送出控制信号ｃ(ｔ), 对可 控器件的某一特性进行控制。
4
高频电子线路
对于可控器件, 或者是其输入输出特性受控制信号 ｃ(ｔ)的控制（如可控增益放大器）, 或者是在不加 输入的情况下, 本身输出信号的某一参量受控制信号 ｃ(ｔ)的控制（如压控振荡器）。
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高频电子线路
环路中的低通滤波器是非常重要的。 由于发射功率变化, 距离远近变化, 电波传播衰落等引起信号强度的变化是比较缓 慢的, 所以整个环路应具有低通传输特性, 这样才能保证仅对信 号电平的缓慢变化有控制作用。尤其当输入为调幅信号时, 为 了使调幅波的有用幅值变化不会被自动增益控制电路的控制作 用所抵消（此现象称为反调制）, 必须恰当选择环路的频率响 应特性, 使对高于某一频率的调制信号的变化无响应, 而仅对低 于这一频率的缓慢变化才有控制作用。这就主要取决于低通滤 波器的截止频率。
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高频电子线路
KV
控制信号发生器在这里可看作是一个比例环节, 增益为ｋ1。 若Ux减小而使Uy减小时, 环路产生的控制信号uc将使增益KV 增大, 从而使Uy趋于增大。
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高频电子线路
KV
若Ux增大而使Uy增大时, 环路产生的控制信号uc将使增益KV 减小, 从而使Uy趋于减小。无论何种情况, 通过环路不断地 循环反馈, 都应该使输出信号振幅Uy保持基本不变或仅在较 小范围内变化。
8
高频电子线路
２. 参考信号ｒ（ｔ） 由于ｒ(ｔ)变化, 无论输入信号ｘ(ｔ)或可控器件本身特性
有无变化, 输出信号ｙ(ｔ)一般均要发生变化。从ｙ(ｔ)中提取 所需分量并经反馈后与ｒ(ｔ)比较, 如果二者变化规律不一致或 不满足预先设置的规律, 则将产生误差信号, 使ｙ(ｔ)向减小误 差信号的方向变化, 最后使ｙ(ｔ)和ｒ(ｔ)的变化趋于一致或满 足预先设置的规律。
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高频电子线路
三、主要性能指标
ＡＧＣ电路的主要性能指标有两个: 一是动态范围, 二是响应 时间。
１. 动态范围
ＡＧＣ电路是利用电压误差信号ue去消除输出信号振幅Uy 与理想电压振幅Uy0之间电压误差的自动控制电路。所以, 当电 路达到平衡状态后, 仍会有电压误差存在, 从对ＡＧＣ电路的实 际要求考虑, 一方面希望输出信号振幅的变化越小越好, 即与理 想电压振幅Ｕy0的误差越小越好；另一方面也希望容许输入信 号振幅Ｕx的变化越大越好, 也就是说, 在给定输出信号幅值变化 范围内, 容许输入信号振幅的变化越大, 则表明ＡＧＣ电路的动 态范围越宽, 性能越好。
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高频电子线路
反馈网络的作用是在输出信号ｙ(ｔ)中提取所需要 进行比较的分量, 并送入比较器。
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高频电子线路
误差信号ｅ(ｔ)和控制信号ｃ(ｔ)一般是电压。 可控 器件的可控制特性一般是增益或频率, 所以输出信号 ｙ(ｔ)的量纲是电压、频率或相位。
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高频电子线路
１ 参考信号ｒ(ｔ)不变
参考信号ｒ(ｔ)恒定为ｒ0假定电路已处于稳定状态, 输 入信号ｘ(ｔ)恒定为ｘ0, 输出信号ｙ(ｔ)恒定为ｙ0, 误差信号 恒定为ｅ0。