實驗五典型非線性環(huán)節(jié)及.ppt

實驗五 典型非線性環(huán)節(jié)及具有典型繼電 特性的非線性系統(tǒng)研究,非線性控制系統(tǒng)定義： 在構(gòu)成控制系統(tǒng)的環(huán)節(jié)中，有一個或一個以上的環(huán)節(jié)具有非線性特性時，這種控制系統(tǒng)就稱為非線性控制系統(tǒng)。 非線性控制系統(tǒng)的分析方法： 1、描述函數(shù)法 2、相平面分析法 相平面分析法：是一種用圖解法求解二階非線性常微分方程的方 法。 如果取x和x作為平面的坐標(biāo)，則系統(tǒng)的每一個狀態(tài)均相應(yīng)于該平面上的一點。當(dāng)t變化時，這一點在x-x平面上描繪出的曲線，表征了系統(tǒng)狀態(tài)的演變過程。這種曲線就叫做相軌跡曲線。,實驗五 典型非線性環(huán)節(jié)及具有典型繼電 特性的非線性系統(tǒng)研究,幾種典型非線性環(huán)節(jié)的模擬方法 （1）繼電特性,實驗五 典型非線性環(huán)節(jié)及具有典型繼 電特性的非線性系統(tǒng)研究 （3）死區(qū)特性,（4）間隙特性,實驗五 典型非線性環(huán)節(jié)及具有典型繼電特性的 非線性系統(tǒng)研究,二、典型繼電特性的模擬,圖5-5 典型繼電特性非線性部件模擬電路圖,m=-11, k=01 圖5-6 非線性部件的輸入輸出 關(guān)系曲線,m=1 m=0 m=-1,幾種特殊情況下的輸入輸出特性：,實驗步驟：,1、示波器的調(diào)節(jié)：在“DISPLAY”鍵下，將格式設(shè)為“XY”,持續(xù)時間設(shè)為“5秒”或“無限”，CH1、CH2通道的量程用1V或2V；在CH1、CH2通道還未接測量信號前，先將坐標(biāo)點調(diào)到原點。 2、先將M、K調(diào)為所要求的值：對應(yīng)圖55，將CH1通道接Ui端， CH2通道接Uo端，改變輸入旋鈕，可在示波器上看到對應(yīng)該M、K值的繼電特性的輸入輸出特性；改變M或K的值（調(diào)節(jié)后兩個旋鈕），則輸入輸出特性隨著改變。 3、將圖55接入系統(tǒng)，見圖58。先斷開K2,接通K1,使系統(tǒng)在開環(huán)情況下偏離平衡點，然后斷開K1，接通K2,就會在示波器上出現(xiàn)系統(tǒng)自由運動的相規(guī)跡。 4、將圖形保存下來。再重復(fù)步驟2、3，記錄不同M、K下系統(tǒng)自由運動的相軌跡。,實驗五 典型非線性環(huán)節(jié)及具有典型繼 電特性的非線性系統(tǒng)研究,圖5-8 具有典型繼電特性的非線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,二、具有典型繼電特性的非線性部件的模擬,圖5-7 典型繼電特性的結(jié)構(gòu)圖,實驗五 典型非線性環(huán)節(jié)及具有典型繼 電特性的非線性系統(tǒng)研究,三、實驗報告要求： 1、分別畫出四種情況下（k=0.5，m=0）；(k=0.5,m=-1) ;（k=0.5，m=+1）；(k=1,m=1)系統(tǒng)的相平面草圖，并與實驗結(jié)果比較。 2、分析實驗結(jié)果，分別討論繼電特性回差m和線性部分放大系數(shù)k對系統(tǒng)運動的影響。 四、注意事項： 1、每次改接電路前必須關(guān)掉電源，確認(rèn)接線無誤才能接通電源。 2、示波器的顯示方式置為XY方式(按示波器的DISPLAY鍵），且CH1通道作為X的輸入，CH2通道作為Y的輸入。 3、運放的“G”點要與“15V”相連，而不與“A/D、D/A轉(zhuǎn)換器”的“G1”點相連。 4、示波器探頭的地線要與實驗平臺的地（黑色接頭）相連。 4、,XY格式下圖像的保存： TDS 210型示波器： 1、打開“Wavestar”軟件，點擊“New Datasheet”,選擇“NotesSheet”，然后按“OK”。 2、雙擊“Local”下的“Data”,在“Display”下有“ Screen Copy(Mono)”,用鼠標(biāo)將它拖動到“NotesSheet”中，再在“Edit”菜單中選用“copy”復(fù)制，將圖黏貼到WORD文檔或其它地方。,TDS 1001B型示波器：,1、將U盤插入示波器下端的USB插口； 2、按下“save/recall