自动控制原理_第7章_3.ppt

《自动控制原理_第7章_3.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、[例7-9]给定下述非线性系统的方块图：0-其饱和特性的数学模型为：11输入信号为时0I区20I区II区III区30I区II区III区42输入信号为时a），稳态误差为无穷大！0虚奇点P5b），0奇点P稳态误差为常值6c），0终止点7结论含饱和特性的二阶非线性系统，在阶跃信号的作用下，其相轨迹收敛于原点，系统无稳态误差。含饱和特性的二阶非线性系统，在斜坡输入信号作用下，其稳态误差的取值与、、的取值及初始条件均有关，情况比较复杂。8[例7-10]输入信号为斜坡信号时，分析含有死区特性的非线性系统。0-9010[例7-11]分析含有死区无滞环继电器特性的非

2、线性系统。-011G12[例7-12]分析含有死区和滞环继电器特性的非线性系统。-013IIIIIIIIIIII14[例7-13]分析仅含有滞环继电器特性的非线性系统。-015IIIIII稳定极限环167.4.4速度反馈用于改善含继电器特性的非线性系统的性能含有理想继电器特性的具有速度反馈的非线性系统如下图所示：0--17不含速度反馈的情况0--线性部分的方程微分方程18微分方程考虑阶跃输入理想继电器特性19I区II区积分得I区II区20I区II区再积分一次得I区II区21消去参数得I区22消去参数得II区230III两簇抛物线构成极限环24结论在无

3、速度反馈的情况下，含有理想继电器特性的非线性系统会产生自持振荡。25含有速度反馈的情况0--26考虑阶跃输入270--理想继电器切换线方程280ABCDIII含速度反馈的理想继电器切换线290ABCDIII30结论速度反馈对相轨迹方程无影响，它的作用仅在于改变相轨迹的切换位置，使相轨迹的切换时间提前，从而改善非线性系统的性能。相轨迹由原来的极限环变成了稳定奇点。也就是消除了自持振荡。速度反馈不仅能够消除非线性系统的自持振荡，而且还能使无自持振荡的非线性系统性能得以改善。317.4.5利用非线性特性改善控制系统的性能某些情况下，在控制系统中人为地引入某

4、些非线性特性，能使系统的控制性能得到改善。这些人为引入的非线性特性称为非线性校正环节。32[例7-15]随动系统的方块图如下，试分析非线性反馈在改善系统性能方面的作用。--330III34结论对于给定的随动系统，非线性反馈的作用在于增大系统的阻尼程度，有利于提高系统的稳定性。35[例7-16]具有非线性反馈的控制系统方块图如下，试分析非线性反馈在改善系统性能方面的作用。0--36情形I当输出变量时，微分负反馈信号为零：370--闭环传递函数为：38无微分负反馈情形39无微分负反馈情形下的单位阶跃响应40情形II当输出变量时，系统具有微分负反馈作用。4

5、1先求小闭环传递函数：42值较小，可略去！43小闭环传递函数：44小闭环传递函数：大闭环传递函数：4546比较473211无微分负反馈2恒有微分负反馈3本系统实际情况48结论由于微分反馈的作用，使得系统的阻尼比比原来的大，且为原来的倍。具有微分反馈的系统无超调或具有很小的超调，但是其响应速度偏低。49本次课内容总结速度反馈用于改善含继电器特性的非线性系统的性能；利用非线性特性改善控制系统的性能。用相平面法分析非线性系统的极限环；50