非线性系与统和采样控制系统.ppt

第七章 非线性系统的分析 线性控制系统： 由线性元件组成，输入输出间具有叠加性，由线性微分方程描述。 非线性控制系统： 系统中有非线性元件，输入输出间不具有叠加性，由非线性微分方程描述。 一、非线性系统基本概念 非本质非线性: 能够用小偏差线性化方法进行线性化处理的非线性。 本质非线性 用小偏差线性化方法不能解决的非线性。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 输入 输出 1、死区特性 （不灵敏区特性） 特征：当输入信号在零值附近变化时，系统没有输出。当输入信号大于某一数值时才有输出，且与输入呈线性关系。 测量、放大元件的不灵敏区；调节器和执行机构的死区等等。 对系统性能的影响：死区非线性特性导致系统产生稳态误差，且用提高增量的方法也无法消除。 二、典型非线性特性 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 特征：当输入信号超出其线性范围后，输出信号不再随输入信号变化而保持恒定。 输入 输出 放大器的饱和输出特性、磁饱和、元件的行程限制、功率限制等等。 2、饱和特性 饱和特性对系统性能的影响： 使系统在大信号作用下开环增益下降，因而降低了稳态精度。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 输出 输入 3、间隙特性（回环） 输入输出之间具有多值关系 齿轮传动中的齿隙、铁磁元件的磁滞现象等。 间隙特性对系统性能的影响： 间隙?输出相位滞后，减小稳定性裕量，动态特性变坏 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 输入 输出 输出 输入 输出 输入 输出 输入 4、继电器特性 理想继电器 具有饱和死区的 单值继电器 具有滞环的继电器 具有死区和滞环的继电器 包含有死区、饱和、滞环特性 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 继电器特性对系统性能的影响 带死区的继电特性，将会增加系统的定位误差，对其他动态性能的影响，类似于死区、饱和非线性特性的综合效果 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 三、非线性系统的特点 １、系统的稳定性 ２、系统的自持振荡 ３、频率响应畸变 非线性系统的稳定性不仅与系统的结构参数有关，而且与初始状态有关。 非线性系统即使无外界作用，也可能会发生某一固定振幅和频率的振荡，称为自持振荡。 非线性系统在输入为正弦函数时，输出为包含一定数量的高次谐波的非正弦周期函数。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 对非线性系统分析研究的重点是： （1）系统是否稳定； （2）有无自持振荡； （3）若存在自持振荡，确定自持振荡的频率和振幅； （4）研究消除或减弱自持振荡的方法。 线性系统分析可用叠加原理，在典型输入信号下系统分析的结果也适用于其它情况。 非线性系统不能应用叠加原理，没有一种通用的方法来处理各种非线性问题。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004