非线性系统的相平面法分析

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1、实验九非线性系统的相平面法分析一．实验目的1．掌握相平面法分析非线性系统；2．用相平面法分析非线性二阶系统，并绘制相轨迹图；二．实验内容1．搭建继电型非线性二阶系统，观测并绘制其相轨迹图；2．搭建带速度反馈的继电型非线性二阶系统，观测并绘制其相轨迹图；3．搭建饱和型非线性二阶系统，观测并绘制其相轨迹图。三．实验步骤在实验中观测实验结果时，可选用普通示波器，也可选用本实验台上的虚拟示波器。如果选用虚拟示波器，只要运行ACES程序，选择菜单列表中的相应实验项目，再选择开始实验，就会打开虚拟示波器的界面，点击开始即

2、可使用本实验台上的虚拟示波器CH1、CH2两通道观察被测波形。具体用法参见用户手册中的示波器部分。1．继电型非线性二阶系统实验中所用到的功能区域：阶跃信号、虚拟示波器、实验电路A1、A2、A3、A5、A6。继电型非线性二阶系统模拟电路如图1-9-1所示图1-9-1继电型非线性二阶系统模拟电路（1）设置阶跃信号源：A．将阶跃信号区的选择开关拨至“0～5V”；B．将阶跃信号区的“0～5V”端子与实验电路A1的“IN11”端子相连接；C．按压阶跃信号区的红色开关按钮就可以在“0～5V”端子产生阶跃信号。（2）搭建继

3、电型非线性二阶系统模拟电路：A．将实验电路A1的“OUT1”端子与实验电路A3的“IN31”端子相连接，将A3的“OUT3”与A6的“IN62”端子相连接，A6的“OUT6”与A2的“IN23”端子相连接，A2的“OUT2”与A5的“IN52”相连接，将A5的“OUT5”与A1的“IN13”端子相连接；B．按照图1-9-1选择拨动开关：3图中：R1=200K、R2=100K、R3=200K、R4=10K、R5＝10K、R6=10K、R7=100K、R8=500K、R9=500K、C1=1.0uF、C2=2.0

4、uF、D1、D2为4.7V稳压管。将A1的S3、S6、S13，A3的S1、S15，A6的S5、S11，A2的S7、S8、S14，A5的S4、S10拨至开位置；（1）连接虚拟示波器：将A5的“OUT5”与示波器通道CH1相连接，A2的“OUT2”与示波器通道CH2相连接，将示波器的显示格式改为“XY”型，显示时间改为“5秒”。（2）输入阶跃信号，记录在示波器屏幕上显现的继电型非线性二阶系统的相轨迹曲线。2．带速度反馈的继电型非线性二阶系统实验中所用到的功能区域：阶跃信号、虚拟示波器、实验电路A1、A2、A3、A

5、5、A6。带速度反馈的继电型非线性二阶系统模拟电路如图1-9-2所示图1-9-2带速度反馈的继电型非线性二阶系统模拟电路（1）设置阶跃信号源：A．将阶跃信号区的选择开关拨至“0～5V”；B．将阶跃信号区的“0～5V”端子与实验电路A1的“IN11”端子相连接；C．按压阶跃信号区的红色开关按钮就可以在“0～5V”端子产生阶跃信号。（2）搭建带速度反馈的继电型非线性二阶系统模拟电路：A．将实验电路A1的“OUT1”端子与实验电路A3的“IN31”端子相连接，将A3的“OUT3”与A6的“IN62”端子相连接，A6

6、的“OUT6”与A2的“IN23”端子相连接，A2的“OUT2”与A3的“IN33”相连接，A2的“OUT2”与A5的“IN52”相连接，将A5的“OUT5”与A1的“IN13”端子相连接；B．按照图1-9-2选择拨动开关：图中：R1=200K、R2=100K、R3=200K、R4=10K、R5＝10K、R6=10K、R7=100K、R8=500K、R9=500K、R10=100K、C1=1.0uF、C2=2.0uF、D1、D2为4.7V稳压管。将A1的S3、S6、S13，A3的S1、S7、S15，A6的S5

7、、S11，A2的S7、S8、S14，A5的S4、S10拨至开位置；（3）连接虚拟示波器：将A5的“OUT5”与示波器通道CH1相连接，A2的“OUT2”3与示波器通道CH2相连接，将示波器的显示格式改为“XY”型，显示时间改为“5秒”。（1）输入阶跃信号，记录在示波器屏幕上显现的带速度反馈的继电型非线性二阶系统相轨迹曲线。3．饱和型非线性二阶系统实验中所用到的功能区域：阶跃信号、虚拟示波器、实验电路A1、A2、A3、A5、A6。饱和型非线性二阶系统模拟电路如图1-9-3所示图1-9-3饱和型非线性二阶系统模拟

8、电路（1）设置阶跃信号源：A．将阶跃信号区的选择开关拨至“0～5V”；B．将阶跃信号区的“0～5V”端子与实验电路A1的“IN11”端子相连接；C．按压阶跃信号区的红色开关按钮就可以在“0～5V”端子产生阶跃信号。（2）搭建饱和型非线性二阶系统模拟电路：A．将实验电路A1的“OUT1”端子与实验电路A3的“IN31”端子相连接，将A3的“OUT3”与A6的“IN62”端子相连接，A6的“OUT6”与