自动控制原理 教学课件 作者 任彦硕 主编 第7章 非线性控制系统分析.ppt

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1、第七章非线性控制系统分析第一节非线性控制系统概述一、叠加原理不适用于非线性系统二、稳定性问题三、对正弦输入信号的响应问题四、自激振荡问题第二节常见非线性环节对系统运动的影响一、死区特性二、饱和特性三、间隙特性第三节描述函数法一、描述函数的定义二、描述函数的计算1.死区特性的描述函数2.饱和特性的描述函数3.间隙特性的描述函数三、组合非线性特性1.非线性特性的并联等效2.非线性特性的串联等效四、非线性系统的稳定性分析图7-12非线性控制系统a)不顺时针包围b)顺时针包围c)顺时针部分包围五、非线性系统自振分析例7－1已知某位

2、置随动系统的动态结构图如图7-22所示，其中饱和非线性是积分环节达到限幅时形成的。试计算：①系统稳定时K的取值范围；②时在初始状态作用下系统自振的振幅和频率。解时，，恰是负倒描述函数特性的起点。时，开环幅相频率特性与负倒描述函数特性曲线不相交，非线性系统稳定；时两曲线相交，交点为自振点，自振的频率为；时的实频值为，负倒描述函数的振幅值满足解得自振的振幅为。第四节相平面法一、等倾线法绘制线性系统的相轨迹二、相轨迹的特征1.相轨迹不相交（1）稳定焦点。2.奇点（2）不稳定焦点。（3）稳定节点。（4）不稳定节点。（5）中心点。（

3、6）鞍点。3.奇线（1）稳定极限环（2）不稳定极限环。（3）半稳定极限环。三、由相轨迹求时域响应1.增量法2.圆弧法四、相平面法分析非线性控制系统1.饱和非线性控制系统分析（1）阶跃响应设输入量，。将参数代入上式得（2）斜坡响应1）的情形。2）的情形。3）的情形。2.带微分负反馈的非线性系统分析（1）阶跃响应（2）斜坡响应