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文档简介

非线性系统仿真一、 实验目的通过非线性仿真，熟练地掌握常用的系统仿真方法二、 实验设备1、 笔记本电脑一台2、 Matlab软件一套三、 实验原理（略）四、实验内容通过函数的调用和 simullink建模的方式对开环传递函数为 G（s）=2/s（0.5s+1的系统进行非线性仿真1、simullink仿真在simullink中建立仿真模型如下：Od2Gain2调用程序如下：ph=0.2;mh=-0.2;[t,x,y]=sim('cT,40);figure;plot(y(:,1),y(:,2))figure;plot(t,y);得到结果：O.** iO 1ft _11j图1未加非线性环节阶跃响应图图2未加非线性环节相轨迹图OSITOC\o"1-5"\h\z0*7k ItO.G卜 /O5k /0.4I- /O.□kI0.2kL- .o,/P\O<~~衅 、 . ，■> ■・ -i…O & 1O 15 20 2& 3003， . . ■ ■02b0*15|D1r0 芸 刷 若 8 10 ?2图3加非线性环节（开关线）阶跃响应图02r •」 -一_-,—一・ . > ” . 七（）1UH‘05也o : :)14>.IHJO图4加非线性环节(开关线)相轨迹图2、编写状态空间方程进行仿真程序如下：functiondx=dqx(t,x)dx1=x(2);if(x(1)v-0.2);dx2=0.2*4-2*x(2);elseif(abs(x(1))<0.2)dx2=-4*x(1)-2*x(2);elsedx2=-0.2*4-2*x(2);enddx=[dx1,dx2]';endt=0:0.1:30;x0=[1,0]'; [t,x]=ode23('dqx',t,x0);figure;plot(x(:,1),x(:,2));figure;plot(t,1-x(:,1),t,x(:,2));运行后得到结果：TOC\o"1-5"\h\z'\J_If 叶 . * 早 . .oL -IoL [ v JoonL i J-D1L \ 汗cl15卜、 y-l-o?L \ /J2 O O2 O< 06 OB il图5程序绘制相轨迹阶跃响应图五、 实验结果分析1、 图1和3对比可知加入饱和非线性环节后，使系统的超调量减小，上升时间拉长，对系统稳定性有利，牺牲系统快速性换取系统的稳定性。2、 由图5可知相轨迹螺旋卷向（0，0）点，说明此点为稳定的焦点。3、 由图3,4知加入测速反馈后，使开关线左移，减弱了系统的非线性，微分常数取大后将出现滑膜现象，极限环被缩小，系统收敛于自激振荡，所以系统不会出现发散的情况，最坏的情况就是收敛于自激振荡。4、 由于饱和限幅，输入反向时，就会退饱和产生超调。5、 如果限幅值太小，将会使等效增益减小，导致开环增益减小，最终使系统稳态精度下降，超调量下降。六、 实验感想1、 非线性饱和环节可通过分段线性化的方法等效为变增益的比例环节。2、 饱和特性使系统的开环增益下降，对平稳性有利，对快速性不利。3、

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