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文档简介

实验七 非线性环节对系统动态过程的响应xxxxxxxx xxx一、 实验目的1) 了解非线性环节特性;2) 了解非线性环节对系统动态过程的响应;3) 学会应用描述函数法研究非线性系统的稳定性。二、 实验原理1. 非线性系统和线性系统存在本质差别:(1) 线性系统可采用传递函数、频率特性、脉冲过渡函数等概念,同时由于线性系统的运动形式和输入幅值、初始状态无关,通常是在典型输入函数和零初始条件下进行研究。(2) 非线性系统由于叠加原理不成立,线性系统的上述方法不适用,所以常采用相平面方法和描述函数方法进行研究。2. 实验从两方面观察非线性:相轨迹和动态响应(1) 相轨迹:相平面上的点随时间变化描绘出来的曲线叫相轨迹。相平面的相坐标为和,实验软件当中给出的就是在此坐标下自动描绘的相轨迹。初始条件不同,系统的运动趋势不同,所描绘的相轨迹也会有所不同。(2) 动态响应: 对比有无非线性环节时系统动态响应过程。三、 实验内容:(一) 相轨迹:1) 摩擦特性的相轨迹:M=12) 饱和特性相轨迹:K=1;S=0.5;3) 继电特性相轨迹:M=1; h=0.5(二) 动态响应过程:1) 摩擦特性:2) 饱和特性:图1. 1 s=0.5图1. 2 s=23) 继电特性:(三) 负倒描述函数曲线:系统线性部分传递函数为:摩擦特性,非线性描述函数为: 饱和特性,非线性描述函数为:,继电特性,非线性描述函数为:, 利用matlab数值计算直接找到对应点X值,交点对应,纵坐标位置为;利用计算对应自振频率:;,与实测自振周期及幅度对比,可以看到基本相同;对应开环增益,当;四、 实验感想这次实验虽然不难,但是在画负倒描述函数图时有许多难处,还是不能灵活运用matlab。通过实验我们了解了多种非线性环节的产生与存在,它们对系统性能的影响。摩擦在很多机构中都存在。它是很重要的一个非线性因素。这种现象往往是有害的。在实际设计时,我们要考虑这种影响,减轻避免这种影响。饱和特性是一种极其常见的非线性特性。在我们打交道的各种放大器中都存在饱和现象。饱和的影响相当于在作用于大信号时增益下降。饱和特性可以使系统过渡过程的振荡性下降。但它也可以使系统的振荡性变大出现自激振荡的情况。我们可以根据系统所需要的性能来设计或者避免饱和特性。继电特性我们常常在继电器中看见。继电器

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