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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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