自动控制原理8答案.pptVIP

第八章 非线性控制系统;本章主要内容;8.1 非线性控制系统概述;一、非线性系统的描述;1.状态空间模型;2.结构图(混合形式);二、非线性系统的特点;例：;2 自激振荡; 将非线性特性视为一个环节，按照线性系统比例环节的描述，定义非线性环节输入与输出的比值为等效增益 ;注意上升时间与调节时间;二、不灵敏区（死区）;三、间隙（回环）;四、摩擦;五、继电器特性;六、Simulink表示;8.3 相平面法;一、相平面的基本概念;1 解析法;2 等倾线法;等倾线特性与绘制 1.当相轨迹经过该等倾线上任一点时，其切线的斜率都相等，均为α。 2.取α为若干不同的常数，即可在相平面上绘制出等倾线族。 3.在等倾线上各点处作斜率为α的短线段，则这些短线段在相平面上构成了相轨迹切线的“方向场” 。 4.从某一初始点出发，沿着“方向场”各点的切线方向将这些短线段用光滑曲线连接起来，便可得到一条相轨迹。 ;例：;二、 线性系统的相轨迹;奇点：;;三、 非线性系统的相轨迹;例：;2）奇线;极限环特点： 极限环作为一条相轨迹来说，既不存在平衡点，也不趋向无穷远，而是一个无首无尾的封闭环圈。 它把相平面划分为内部平面和外部平面两个部分。任何一条相轨迹都不能从内部平面穿过极限环进入外部平面，也不能从外部平面穿过极限环进入内部平面。 极限环可分为稳定、不稳定与半稳定三种。 稳定的极限环对应自激振荡。 ; I区：奇点为，奇点为稳定的焦点 Ⅱ区：相轨迹是斜率为-1/T的直线族； Ⅲ区：奇点为，是稳定的焦点;没有奇点;开关线左倾;8.4 描述函数法;一、定义;二、描述函数法应用条件;三、非线性系统的简化;四、非线性系统的描述函数法;在频域法内，N(A)可近似为增益可变的比例环节;非线性系统稳定的判据： ;例：如图所示为带饱和非线性特性的控制系统，试分析 1）K＝10时非线性系统的运动； 2）欲使系统不出现自激振荡，确定K的临界值。