實驗五 典型非線性環(huán)節(jié)及.ppt(新)

1、實驗五實驗五 典型非線性環(huán)節(jié)及具有典型繼電典型非線性環(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。 實驗五實驗五 典型非線性環(huán)節(jié)及具有典型繼電典型非線性環(huán)節(jié)及具有典型繼

2、電 特性的非線性系統(tǒng)研究特性的非線性系統(tǒng)研究幾種典型非線性環(huán)節(jié)的模擬方法幾種典型非線性環(huán)節(jié)的模擬方法（1）繼電特性）繼電特性 實驗五實驗五 典型非線性環(huán)節(jié)及具有典型繼典型非線性環(huán)節(jié)及具有典型繼 電特性的非線性系統(tǒng)研究電特性的非線性系統(tǒng)研究（3）死區(qū)特性）死區(qū)特性（4）間隙特性）間隙特性 實驗五實驗五 典型非線性環(huán)節(jié)及具有典型繼電特性的典型非線性環(huán)節(jié)及具有典型繼電特性的 非線性系統(tǒng)研究非線性系統(tǒng)研究二、典型繼電特性的模擬二、典型繼電特性的模擬圖圖5-5 典型繼電特性非線性部件模擬電路圖典型繼電特性非線性部件模擬電路圖 m=-11, k=01圖圖5-6 非線性部件的輸入輸出非線性部件的輸入輸出 關(guān)

3、系曲線關(guān)系曲線 m=1 m=0 m=-1 幾種特殊情況下的輸入輸出特性：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

4、，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。 實驗五實驗五 典型非線性環(huán)節(jié)及具有典型繼典型非線性環(huán)節(jié)及具有典型繼 電特性的非線性系統(tǒng)研究電特性的非線性系統(tǒng)研究圖圖5-8 具有典型繼電特性的非線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖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二、具有典型繼電特性的非線性部件的模擬圖圖5-7 典型繼電特性的結(jié)構(gòu)圖典型繼電特性的結(jié)構(gòu)圖實驗五實驗五 典型非線性環(huán)節(jié)及具有典型繼典型非線性環(huán)節(jié)及具有典型繼 電特性的非線性系統(tǒng)研究電特性的非線性系統(tǒng)研究三、實驗報告要求：三、實

5、驗報告要求：1、分別畫出四種情況下（、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。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、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)和線性部分放大系數(shù)k對系統(tǒng)運動的影響。對系統(tǒng)運動的影響。四、注意事項：四、注意事項：1、每次改接電路前必須關(guān)掉電源，確認接線無誤才能接通電源。、每次改接電路前必須關(guān)掉電源，確認接線無誤才能接通電源。2、示波器的顯示方式置為、示波器的顯示方式置為XY方式方式(按示波器的按示波

6、器的DISPLAY鍵），且鍵），且CH1通道作為通道作為X的輸入，的輸入，CH2通道作為通道作為Y的輸入。的輸入。 3、運放的運放的“G”點要與點要與“15V”相連，而不與相連，而不與“A/D、D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器”的的“G1”點相連。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。、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