《自动控制原理》非线性环节频率响应特点

非线性环节频率响应特点随着科学技术的进展，人们对实际生产过程的分析要求日益周密，各种较为精确的分析和科学试验的结果说明，任何一个实际的物理系统都是非线性的。所谓线性只是对非线性的一种简化或近似，或者说是非线性的一种特例。如最简洁的欧姆定理。随着科学技术的进展，人们对实际生产过程的分析要求日益周密，各种较为精确的分析和科学试验的结果说明，任何一个实际的物理系统都是非线性的。所谓线性只是对非线性的一种简化或近似，或者说是非线性的一种特例。如最简洁的欧姆定理。欧姆定理的数学表达式为U=IR。此式说明，电阻两端的电压U是和通过它的电流I成正比，这是一种简洁的线性关系。但是，即使对于这样一个最简洁的单电阻系统来说，其动态特性，严格说来也是非线性的。由于当电流通过电阻以后就会产生热量，温度就要上升，而阻值随温度的上升就要发生变化。把握系统有线性和非线性之分。严格地说，抱负的线性系统在实际中并不存在。在分析非线性系统时，人们首先会想到使用在工作点四周小范围内线性化的方法，当实际系统的非线性程度不严峻时，承受线性方法去进展争论具有实际意义。但是，假照实际系统的非线性程度比较严峻，则不能承受在工作点四周小范围内线性化的方法去进展争论，否则会产生较大的误差，甚至会导致错误的结论。这时应承受非线性系统的争论方法进展争论。把握系统有线性和非线性之分。严格地说，抱负的线性系统在实际中并不存在。在分析非线性系统时，人们首先会想到使用在工作点四周小范围内线性化的方法，当实际系统的非线性程度不严峻时，承受线性方法去进展争论具有实际意义。但是，假照实际系统的非线性程度比较严峻，则不能承受在工作点四周小范围内线性化的方法去进展争论，否则会产生较大的误差，甚至会导致错误的结论。这时应承受非线性系统的争论方法进展争论。非线性系统的分析方法大致可分为两类。运用相平面法或数字计算机仿真可以求得非线性系统的准确解，进而分析非线性系统的性能，但是相平面法只适用于一阶、二阶系统；建立在描述函数根底上的谐波平衡法可以对非线性系统作出定性分析，是分析非线性系统的简便而有用的方法，尤其在解决工程实际问题上，不须求得准确解时更为有效。三、典型非线性环节1、死区特性：在把握装置中，放大器的不灵敏区，伺服阀和比例阀阀芯正环节特性如以下图。可用下面数学关系来描述：0 ucyuc ucc ucA=3,ω=2π：A=4,ω=2π：A=5,ω=10π：A=5,ω=15π：2.继电特性：继电非线性环节特性如以下图，(b)为具有死区继电环节，(a)为(bc=0(b继电环节特性0 u(k)cy1 u(k)c1 u(k)cA=3,A=5,ω=2π：A=4,ω=2π：A=5,ω=2π：A=5,ω=10π：A=5,ω=20π：3、饱和特性：伺服阀饱和特性等。饱和环节特性如以下图。饱和特性该特性对应的数学表达式为： u ucy c ucc ucA=3,ω=6π:A=4,ω=6π：A=5,ω=6π：A=5,ω=10π：A=5,ω=20π：4、间隙特性：齿轮传动副和丝杆螺母传动副中存在传动间隙都属这一类非。齿隙特性当输入u增加时，输出沿abd线段变化；当输入u减小时，输出沿dea线段变化。在线段bd上，输入增加时，当前输出值y(k)总是大于前一时刻的输出值y(k-1)。而在ea上，输y(k)y(k-1)。在abdey(k)=y(k-1)。以上特性的数学描述如下：u(kc 当u(ku(k10且y(k1u(kcy(y(k)u(k)

c 当u(ku(k