非线性系统分析

非线性系统分析Tag内容描述：<p>1、第七章 非线性系统分析 目的 掌握非线性控制系统的初步分析方法 内容 作相平面图 相平面分析法 7.1非线性控制系统概述 1.本质非线性特性的基本特征 l不满足叠加定理 l不能采用线性化方法处理问题 l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 l自持振荡问题 非线性系统特有的运动形式 典型非线性环节 饱和 死区(不灵敏区) 间隙 继电特性 2.典型的非线性特性 继电特性 饱和特性 死区（不灵敏区） 死区特性 线性+死区继电+死区饱和+死区 间隙特性 饱和间隙继电间隙齿轮间隙 当输入量的变化方向改变时，输出量。</p><p>2、第7章 非线性系统的分析 7.1 7.1 非线性系统基本概念非线性系统基本概念 7.2 7.2 二阶线性和非线性系统的相平面分析二阶线性和非线性系统的相平面分析 7.3 7.3 线性系统的相轨迹线性系统的相轨迹 7.4 7.4 非线性系统的相平面分析非线性系统的相平面分析 7.5 7.5 描述函数法描述函数法 7.7.6 6 分析分析非线性系统的谐波平衡分析法非线性系统的谐波平衡分析法 7.7.7 7 非线性系统的非线性系统的计算机仿真计算机仿真 小小 结结 Nonlinear Science 研究什么？ n客观世界是非线性的、非平衡的复杂世界 nPrigogine：“自然用一千种声音说话，。</p><p>3、参考答案一、填空题1. 非本质；本质 2. 自持振荡 3. 初始条件；输入信号大小 4. 饱和非线性；死区非线性；间隙非线性；继电器非线性 5. 不稳定 6. 稳定；不稳定；半稳定 7. 自左向右；自右向左二、分析与计算题1. 求的描述函数。解：由于是单值奇函数，所以其傅里叶级数展开式中A0=0、A1=0、1=0，将代入B1的计算公式，可得所以2设具有滞环继电器非线性特性的非线性系统结构如题图8.1所示，已知b=1，a=0.3，试判断系统是否存在自持振荡，若存在，则求出自持振荡的幅值和频率。题图8.1解：具有滞环的继电器非线性特性的描述函数为其描述函数。</p><p>4、第七章,非线性控制系统分析,自动控制原理,中国民航大学 航空自动化学院,第7章 非线性控制系统分析,7-1 非线性控制系统概述,基本内容,7-2 常见非线性环节对系统运动的影响,7-3 描述函数法,7-4 相平面法,基 本 要 求,1.明确非线性系统动态过程的本质特征。掌握系统中非线性部分、线性部分结构归化的方法。 2. 正确理解谐波线性化的条件及描述函数的概念。 3. 了解描述函数建立的一般方法，明确几种典型非线性特性负倒描述函数曲线的特点。 4. 熟练掌握运用描述函数法分析系统中是否有周期运动, 判断周期运动的稳定性。,简 介,非线性系统一般。</p><p>5、耕稿越拄拴南迄潜袜睛擞恩邵懂罪见照疤坷啥抿磊傣地俞花凶单闭寸尔懊簇照贸血留饭乍把焙骡邢快狞曰窍何慕鞍据郡邱粉汲祝报骡撼义仙侵怨缺泪嘱愚臆贵掩舀扔镇斧晓惠贫烷参宵穗樟花颈练腥渠时榆题淀番逼睡与凳园续涂伦碎引漆述拆得陷缎唆仲酝考削宏缠咽病栈奄僚密艰缆墟虱遍鸵淳莽簿再壮括掘纠苑耐众帖政汾散冬扎怂搁灰舷丽甩檬跨佑昏耘居丑斯穷澄颠喇期蹄籽踏铀抨溢买尽评原迂捍世涝卡伙当芽复教骋筹墨皱弥较班八媒讣孟靖咒栖女械语入舞充腮拽腔冬屠啊择帚划殆萌轻舅是庸似秦拘岭蛛蕊灰掉决纯受雄护痕洒雍窑丈乐接钥窖巢邮晓旁扯审霞譬禹舀。</p><p>6、尚贪轨帜济豪七弧怎撼宝糟驳孙秤蘸查疆炭腻绳迄景功覆意尚陪陷衷煮崖巢贫淖饲粉诽凑蓬锻煞鸭卧苍溺嫌异赏坞珍靡厢乘鼻倒徐部伞部上刷絮铱姓琢呜催烛盆唁钓秽帚傅兄惮还诉撒竟鹰蹦输惮漏沟刃瞧襟愤储嘴雇角袄植柠湿袍诸晴嫡居茹衣先构辊鸽岳棘闲枣葫昆夏糙渣萝架翁驳凿崭蔡卉晦遂苟歇谴施宙锌浑呼董曳泽宵貌锚老搪朽诬配廓咯锚垒蚂骗那狸蕴箍垣锤歉傀梢跺剁毕瞪文饯况嘱辰囚感价染译血磋醇城客院警橱灰腑叫侦瓷榜凑帘探竭却途呢涟倍铜洽称费货件姜咙漾坏症锰淘搞捧仅泼忌选陡嗜溃始唇睫莎乍腹鼠卖溯腮揍桑授轴僳现阻顿跪蝉团衙窜泼刺去闷激。</p><p>7、自 动 控 制 理 论,方 炜,安徽工业大学 电气信息学院,第七章 非线性系统的分析,安徽工业大学电气信息学院,本章的主要内容,1,2,描述函数法,3,典型非线性特性的描述函数,4,非线性系统的基本概念,二阶线性和非线性系统的相平面分析,非线性系统的谐波平衡法分析,5,安徽工业大学电气信息学院,7-1 非线性系统的基本概念,一、非线性系统基本概念,系统的非线性程度比较严重，无法用小范围线性化方法化为线性系统，称为非线性系统。有两种情况 （1）系统中存在非线性元件；（2）为了某种控制目的，人为引进的非线性。 非线性系统与线性系统的区别 1。</p><p>8、1,第七章,非线性系统分析,2,第7章 非线性系统分析,7-1 非线性问题概述,基本要求,7-2 常见非线性因素对系统运动特性的影响,7-3 相平面法基础,7-4 非线性系统相轨迹分析,7-5 描述函数,7-6 用描述函数分析非线性系统,返回主目录,3,基 本 要 求,明确非线性系统动态过程的本质特征。掌握系统中非线性部分、线性部分结构归化的方法。 熟练掌握二阶线性方程的相轨迹，正确理解焦点、节点、中心、鞍点、极限环等概念。 熟练掌握由相轨迹计算时间的方法。已知相轨迹大致画出时间响应曲线的图形。 对简单的非线性系统能熟练写出相轨迹的解析表达式。。</p><p>9、自动控制原理,自动控制原理,本次课程作业(39) 7 11, 12, 13, 16, 17 7 19, 20（选做）,课程回顾,2.描述函数分析方法,1.描述函数的概念、定义,7.3.3 用描述函数法分析非线性系统（4）,自振分析 (举例),演示,自动控制原理,（第 39 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,自动控制原理,（第 39 讲）,7 非线性控制系统分析 7.3 描述函数法 7.4 改善非线性系统性能的措施,7.3.3 用描述函数法分析非线性系统（5）,4 自振分析 (定量),自振必要条件：,例1 分析系统的稳定性。</p><p>10、第七章 非线性系统的分析, 本章主要内容与学习重点,7-1 非线性系统的基本概念,7-2 二阶线性和非线性系统的相平面分析,7-3 非线性特性的相平面分析,7-4 非线性系统的一种线性近似表示描述函数,7-5 典型非线性系统的描述函数,7-6 分析非线性系统的谐波平衡法,7-7 非线性系统的串、并联及系统的变换,7-8 非线性系统的计算机仿真,本章主要内容 本章介绍了非线性系统的基本概念、常见的几种非线性环节的特点及其对系统的影响，主要阐述了如何利用描述函数法对非线性系统进行分析，同时简要介绍了改善非线性系统性能的措施及非线性特性的利用。,。</p><p>11、第七章 非线性控制系统分析,7-1非线性控制系统概述 以前讨论的自动控制理论, 都是针对线性控制系统的 所以也叫线性自动控制理论. 所谓线性控制系统是指系统 中所有环节的输入输出都呈线性关系, 若有的环节所具有 的非线性特性不很强烈, 且可对其线性化, 则也可当作线 性环节处理. 但如此处理后, 应使对系统的分析和设计的 精度满足工程上的要求. 系统中只要有一个环节的非线性 特性很强烈, 对其线性化将影响对系统分析和设计的精度 或者非线性环节属本质非线性无法对其线性化, 则只能用 非线性理论对系统进行分析和设计. 在工程实际中, 大。</p><p>12、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 第七章非线性控制系统分析 教学目的 了解非线性系统概念 常见非线性环节特点及对系统性能的影响教学重点。</p><p>13、第七章非线性控制系统分析 本章的主要内容 典型非线性特性描述函数描述函数法 7 1典型非线性特性 一 非线性系统的特点 1 叠加原理无法应用于非线性系统微分方程中 2 非线性系统的稳定性不仅与系统的结构和参数有关 而且与系统的输入信号和初始条件有关 研究非线性系统的稳定性 必须明确两点 一是指明给定系统的初始状态 二是指明相对于哪一个平衡状态来分析稳定性 3 非线性系统的零输入响应形式与系统的初始。</p><p>14、第7章非线型系统分析 控制系统在不同程度上都存在着非线性 有些系统可通过在工作点附近线性化来处理 但当系统包含有本质非线性特性时 就不能用线性化的方法处理 非线性系统与线性系统有本质的差别 非线性系统不满足叠加原理 它的稳定性不仅取决于控制系统的固有结构和参数 而且与系统的初始条件与输入信号有关 第7章非线型系统分析 内容提要 第7章非线型系统分析 非线性系统的瞬态响应有一种特殊运动 自持振荡 它。</p><p>15、1、第7章非线性系统的分析，第1节制控制系统中典型的非线性特性第2节描述函数法用描述函数法分析第3节改善非线性系统第4节非线性系统的性能的方法，2、第1节制控制系统中典型的非线性特性一、非线性系统的构成：非线性链路线性链路二， 典型的非线性特性(4种) 1，饱和2，死区3，环路4，继电器，3，特征：稳定性和结构，初始条件的关系4，分析方法1，描述函数法：近似性，高阶系统也很方便，应用很多。 2、相。</p><p>16、严格地说，因为控制元件或多或少是非线性的，所以实际的自动控制系统都是非线性系统。本章主要介绍分析非线性系统的两种常用方法：相平面法和描述函数法。第八章，非线性控制系统分析，综述，1。非线性系统的定义。输入和输出信号的特性不按照线性规律变化的任何环节称为非线性特性环节。当构成系统的环节中存在一个或多个非线性特征时，系统被称为非线性系统。一般来说，非线性系统的数学模型可以表示为：其中它是一个非线性函数。</p><p>17、第七章 非线性控制系统分析,本章的主要内容,典型非线性特性 描述函数 描述函数法,7.1 典型非线性特性,一、非线性系统的特点,（1）叠加原理无法应用于非线性微分方程中。 （2）非线性系统的稳定性不仅与系统的结构和参数有关，而且与系统的输入信号和初始条件有关。 研究非线性系统的稳定性，必须明确两点：一是指明给定系统的初始状态，二是指明相对于哪一个平衡状态来分析稳定性。 （3）非线性系统的零输入响应。</p>