典型非線性環(huán)節(jié)ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-30 18:08 本頁面
【文章內容簡介】 2 典型非線性環(huán)節(jié)典型非線性環(huán)節(jié) 若返回系數(shù) m=1，則無回環(huán)，其特性稱為具有死區(qū)的單值繼電特性，如圖 a所示。若返回系數(shù) m=1即繼電器的正向返回電流等于反向動作電流時，其特性稱為具有回環(huán)的繼電特性，如圖 b所示。a b c繼電特性（續(xù)）繼電特性（續(xù)）167。62 典型非線性環(huán)節(jié)典型非線性環(huán)節(jié) 若 i =0 ，即繼電器的動作電流及返回電流均為零值切換，則稱這種特性為理想繼電特性，如圖 c所示。a b c檢測電平時的射極耦合觸發(fā)器或運放組成的電平檢測器等比較電路也具有繼電特性：如邏輯無環(huán)流調速系統(tǒng)。 五、變放大系數(shù)特性：特點： 大誤差 e（ t）時具有大的 k→ 系統(tǒng)響應迅速， 小誤差 e(t)時具有小的 k→ 系統(tǒng)響應167。62 典型非線性環(huán)節(jié)典型非線性環(huán)節(jié)典型非線性環(huán)節(jié)典型非線性環(huán)節(jié)平穩(wěn)， 減少甚至消除超調量 ,若系統(tǒng)中混入高頻小振幅噪聲信號時， 可抑制掉。六、帶死區(qū)的飽和特性： 測量元件：其最大測量 范圍與最小測量范圍都 為有限幅時。樞控直流電動機的轉速 n： 達到一定 值時 ，才有 n，不再增加 .167。62 典型非線性環(huán)節(jié)典型非線性環(huán)節(jié)典型非線性環(huán)節(jié)典型非線性環(huán)節(jié)★ 注意：盡管各種復雜非線性特性可以看作是各種 典型非線性特性的組合，但決不能將各個典型非 線性環(huán)節(jié)的響應相加作為復雜非線性系統(tǒng)的響應， 因為他們不能用迭加原理。非線性的存在使系統(tǒng) 變的復雜，沒有統(tǒng)一的方法用來處理所有的非線 性系統(tǒng)，實用中采用線性化處理，能用小偏差法 的在第二章已講述，其他可用諧波線性化方法 — 描述函數(shù)法近似研究非線性系統(tǒng)。167。62 典型非線性環(huán)節(jié)典型非線性環(huán)節(jié)典型非線性環(huán)節(jié)典型非線性環(huán)節(jié)167。63 描述函數(shù)法一．基本概念： 該方法是研究非線性系統(tǒng)自振蕩的有效方法。非線 性系統(tǒng)不能直接使用頻率法，但某些非線性環(huán)節(jié)可 對正弦信號的響應進行諧波分解，滿足一定條件時， 非線性特性對系統(tǒng)的影響可用基波來描述。 描述函數(shù)法 —— 基于諧波分解的線性化近似方法， 也叫諧波平衡法。 設非線性系統(tǒng)滿足以下兩個條件： 1) 非線性環(huán)節(jié)的輸入信號作正弦信號變化時，輸出 同頻率的非正弦周期信號，而且平均值為零，不 產(chǎn)生直流項。這就要求非線性元件的輸入和輸出 特性是斜對稱的（即具有奇對稱性，典型非線性 均滿足奇對稱性）； 2) 系統(tǒng)的線性部分具有較好的低通濾波特性（一般 控制系統(tǒng)能滿足，且階次 ↑→ 低通特性好）； 1．基本原理和應用條件：．基本原理和應用條件：則當非線性元件輸入正弦信號時，其輸出中的高次諧波分量（本來就比基波分量?。┙?jīng)線性部分后將大大 ↓。因此，可以用非線性元件的輸出信號的一次諧波分量來代替非線性元件在正弦信號下的實際輸出（高次經(jīng)線性部分已 ↓↓，可忽略）。這就是描述函數(shù)法的概念。 2．描述函數(shù)的概念及定義： y(t)為 非正弦周期信號，傅立葉展開有：描述函數(shù)法描述函數(shù)法若非 線 性特性是中心 對 稱的即 y(t)奇 對 稱，描述函數(shù)的概念及定義（續(xù)）在此， N — 非線性元件的描述函數(shù)，常用 N(A)表示；A — 正弦輸入信號的幅值；★★ 定義：定義： 描述函數(shù)為非線性元件輸出的一次諧波分量描述函數(shù)為非線性元件輸出的一次諧波分量 與正弦輸入信號的復數(shù)比 . 描述函數(shù)的概念及定義（續(xù)）若非 線 性元件中不含有 儲 能元件， 則 N只是 A的函數(shù)，若非 線 性元件中含有 儲 能元件， 則 N是 A和 ω的函數(shù)：此方法稱 為諧 波 線 性化法， N（ A） 又稱 為 非 線 性 環(huán)節(jié)的等效 幅相特性描述函數(shù)的概念及定義（續(xù)）3．描述函數(shù)的物理意義：舉 例 說 明：y(t)為 非正弦周期函數(shù) ，∵ 非 線 性特性 為單值 奇 對 稱，1 2–1–2–1–2–3–412340 xy。（只與 A有關）。描述函數(shù)的物理意義（續(xù)）也就完全確定了。 相當于用 斜率為 線代替了元件的非線性特征 描述函數(shù)的物理意義（續(xù)） 之 間 成 為線 性關系，即當1 2–1–2–1–2–3–412340 xy。 同理， A＝ 4時，用斜率為；即進行了線 性化處理。的 線 性關系也隨之改 變 。 描述函數(shù)的物理意義（續(xù)）1 2–1–2–1–2–3–412340 xy。并且說明： 當 A改變時，N（ A）隨之改變，★ 用描述函數(shù)表示非線性特性時，相當于用斜率隨輸 入振幅 A而變的一簇直線代替了元件本來的非線性特性，因此，可以把非線性元件看作是一個放大器， 其增益是一個復數(shù)，該復數(shù)的模值和幅角是幅值 A 的函數(shù)。 用描述函數(shù)表示非線性元件后，就可以用線性理論 中的頻率法來研究非線性系統(tǒng)的基本特性，關鍵是 N（ A）的計算。描述函數(shù)的物理意義（續(xù)） 二．典型非線性特性的描述函數(shù) 飽 和限幅： （ 見 下 頁圖 ）∵ y(t)為 奇函數(shù) ∴ 圖 614 飽和特性及其輸入輸出波形 （條
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