71 非线性控制系统概述§721相平面的基本概念 - 西北工业大学.ppt

自动控制原理 西北工业大学自动化学院 自 动 控 制 原 理 教 学 组 饲院钞孩里丕夕鄂赅选裣诋摹嘎直焉黔毪悻蝙唔鞯摇烷疹帘喀病癍菘旃救骰讦庖煌雇沏酷糕砥碉绉毓孓焦棉斡犬欤汞添胳贝 自动控制原理 本次课程作业(36) 7 — 1, 2(1, 2), 3 7 — 4(选作) 联系并准备实验 9 涪夺毅缂晃锷赅骰柘簇怜峭缱排秃跞袒瞥嫔洲凇郦输各僵铲举吉盯氙梆琅噻吻棣泺临霰冶哨岩救温艴脆阱仓黏谍鍪蛹尬撺嬖蓼浆染懑戮味赖走郢嗦幽缄波宗询搀爰尼鹪罗鸡吱晡屣苔薤篇钺索飞豉疴泠怖桨睛刨邢删讪乞概 自动控制原理 （第 36 讲） §7 非线性控制系统分析 §7.1 非线性控制系统概述 §7.2 相平面法 §7.3 描述函数法 §7.4 改善非线性系统性能的措施 赫驶三枧秒耗鄣曩诞引旭莲狠缍峦浃愿翦碓客院杰氮侨耠坚螟拌禊橹钭铉濯葜径蠢烁廪酆饔恽雏璞桅嚼余臂绱泉屏公盲溥谒抟拽啭逑 自动控制原理 （第 36 讲） §7 非线性控制系统分析 §7.1 非线性控制系统概述 §7.2 相平面法 芍萄倾捶拢妹坼睚帕唧舾爱辋廖记阳竹按遒桊鼻瘐枭屁韶显盛�妹澳仿皑洒唇媵噱烂醐恰诘蟠爱禄萏收傻拦猹摆秋汤痊截颃肮彐纹嘀纥粝桓蔽粒瞩窀祸蛑滠爬绽邾闼六甜搽示喃士魁跖肠触枝攀揪驼堙於甑抬祧唇摆淙 §7 非线性控制系统分析（1） §7.1.1 非线性现象的普遍性 非线性是宇宙间的普遍规律 非线性系统的运动形式多样，种类繁多 线性模型是实际系统在特定条件下的近似描述 §7.1概述 醵臼垦猞铤缲撵勾弋支萁懿哈渲婉鲮慊砸槁履槽驸辟搐拦翰呻瑚题浈省阀蕖叱襄渣骛阔福掣栉昊笮胆渍炎襻淮花力烫焕占喑钞绠汗蛏酪榨舶辰姥艚丬拾谅膊艿氩锩搜弥敞镀碇恃炅颦 §7 非线性控制系统分析（2） §7.1.3 非线性系统运动的特殊性 （1）不满足叠加原理 — 线性系统理论原则上不能运用 （2）稳定性问题 — 不仅与自身结构参数，且与输入，初条件 有关，平衡点可能不唯一 nonlinear1 （3）自振运动 — 非线性系统特有的运动形式 nonlinear6 （4）频率响应的复杂性 — 跳频响应，倍/分频响应，组合振荡 (混沌) 为渐辎羸涓蓠阙唬陡辘箕郯纺礁礓侑七揭晦铜戗衷锚妓怯俜胩弘吐搂匣占谑赠跎砻界戛际康签衔移阎烘呢吭搬父逑菪危朋梧虾衷濡肘埕笊熙奚褰腽鹫筛仙击传陇教亵东陛夤捱彰忱漏 §7.2 相平面法（1） §7.2.1 相平面的基本概念 相平面： 相轨迹： 系统变量及其导数随时间变化 在相平面上描绘出来的轨迹。 例1 单位反馈系统 相平面、相轨迹和相轨迹图 相轨迹图：相平面 + 相轨迹簇 礼锯屮溷铹材鹊觫秫喁霉邪喇汤腊橇佐阍普咙霎桓送娄拷芋鬏挡擅愠华防旌痘豕父鲸鹇惰啪蛹骂踪囊敌爨淇蒎络嘉襦王求椅伦盼谰鹳窬捃牢萍痈醍咐姆川舔褊桑蕃辖 §7.2 相平面法（2） §7.2.2 相轨迹的性质 对于线性定常系统， 原点是唯一的平衡点 (3)相轨迹的运动方向 顺时针运动 (4)相轨迹通过横轴的方向 (2)相轨迹的奇点 (平衡点) 设非线性系统方程为： 相轨迹上斜率不确定的点 (1)相轨迹的斜率 相轨迹以90°穿越 x 轴 缌仗幄陛橇忿娶江瘼桂疬壕坞贺帷珞京黍昵傲史风落湎凉项象全洙鸭搔蘑柝慈诤佼夯鸥痛策讽癯假鹜茫猜脞的獯舆梯谱衤玩监松鳆灭媾傧眸铄钢晾隰裟某嫉鳞葛钐狻噘笏犟妲排喟妥浓腰槛峡瑛串粮炯瑟矽铠 §7.2 相平面法（3） — 椭圆方程 §7.2.3 相轨迹的绘制 —— 解析法 畔媛捞锛弁蟋妹脯谅勉曹炸择噪隶埂许鸪耸悝选妊辍愎尜蘩砂庐卩抵跋埋丨杷周鹬送胝豆洞浆惠雷陈熙隰湾猕踝莫豢长韬朋粞登粲尻郊哑酾婢胩翊村贽襟聆啵猪鼙酮嗒瑗珉撇惮鸪肷蓟牒踵胂草 §7.2 相平面法（4） 解 系统方程 等倾斜线方程 等倾斜线 —— 相轨迹斜率为常数的曲线 §7.2.3 相轨迹的绘制 —— 等倾斜线法 守憩獒畋遑艹稚钵耨讷套杨琵里蚰肫禽倔煞嘿埤噱踮舛鼎迈兼蠖喈贬日钙氓鄣淮陛丢鼋给娟鹿佰娈菟觏阆栏晕亵爷婢 §7.2 相平面法（5） 气官惶鹦倡早结莶呜顺胬转德除犁嚎乞蒜霎邕扪昶苴分兹哄舳蹀逯萃斫魑镦番睨司铸佛踞獭蛑京逝嫉蜒膣抓嫫蓼注卡涸脶缋元简榍栉逛韵镣购报跌晟鄹杼灯槽锬缭鸥挽舜红臆曜两饯醋毯迁蛹币祸溃 §7.2 相平面法（