第七章非线性系统的分析方法精选文档.ppt

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1、第七章非线性系统的分析方法本讲稿第一页，共五十三页第七章第七章 非线性系统分析非线性系统分析 目的目的 掌握非线性控制系统的初步分析方法掌握非线性控制系统的初步分析方法内容内容作相平面图作相平面图相平面分析法相平面分析法本讲稿第二页，共五十三页7.1非线性控制系统概述非线性控制系统概述l不满足叠加定理不满足叠加定理l不能采用线性化方法处理问题不能采用线性化方法处理问题本讲稿第三页，共五十三页典型非线性环节典型非线性环节本讲稿第四页，共五十三页本讲稿第五页，共五十三页本讲稿第六页，共五十三页本讲稿第七页，共五十三页本讲稿第八页，共五十三页本讲稿第九页，共五十三页本讲稿第十页，共五十三页典型非线性

2、环节典型非线性环节本讲稿第十一页，共五十三页稳态误差稳态误差ess 饱和饱和死区死区继电特性继电特性非线性特性非线性特性等效等效K*对系统的对系统的 影响影响举举 例例振荡性振荡性，s s限制跟踪速度限制跟踪速度晶体管特性晶体管特性滤除小幅值干扰滤除小幅值干扰电动机，仪表电动机，仪表抑制系统发散抑制系统发散容易容易导致自振导致自振开关特性开关特性非线性特性的定性分析非线性特性的定性分析本讲稿第十二页，共五十三页 1）小扰动线性化小扰动线性化 2）非线性系统研究方法非线性系统研究方法 3）仿真方法）仿真方法全数字仿真全数字仿真 半实物仿真半实物仿真相平面法相平面法 描述函数法描述函数法研究自持振

3、荡研究自持振荡反馈线性化法反馈线性化法微分几何方法微分几何方法非线性控制系统的分析方法非线性控制系统的分析方法本讲稿第十三页，共五十三页7.2 相平面分析法相平面分析法相轨迹相轨迹系统变量系统变量及及其导数其导数随时间变化随时间变化在相平面上描绘出来的轨迹在相平面上描绘出来的轨迹。本讲稿第十四页，共五十三页 x x b 0 a0 本讲稿第十五页，共五十三页本讲稿第十六页，共五十三页x&相平面 x 0 本讲稿第十七页，共五十三页本讲稿第十八页，共五十三页本讲稿第十九页，共五十三页本讲稿第二十页，共五十三页本讲稿第二十一页，共五十三页-1-1-2-2-3-30 01 12 2等等倾线倾线斜率斜率1

4、 11/21/2-1-1-1/2-1/2-1/3-1/3本讲稿第二十二页，共五十三页 a=-2-3-5 x 3 1 0-3/4-1/2-3/7-5/4-3/2-5/3-1/3 1/3-1 x 本讲稿第二十三页，共五十三页本讲稿第二十四页，共五十三页本讲稿第二十五页，共五十三页本讲稿第二十六页，共五十三页本讲稿第二十七页，共五十三页本讲稿第二十八页，共五十三页相轨迹趋于原点，该奇点称为相轨迹趋于原点，该奇点称为稳稳定节点定节点本讲稿第二十九页，共五十三页相轨迹远离原点，该奇点为相轨迹远离原点，该奇点为不不稳定节点稳定节点本讲稿第三十页，共五十三页本讲稿第三十一页，共五十三页相轨迹振荡远离原点，为

5、相轨迹振荡远离原点，为不稳定焦点不稳定焦点本讲稿第三十二页，共五十三页相轨迹为同心圆，该奇点为相轨迹为同心圆，该奇点为中心点中心点本讲稿第三十三页，共五十三页系统特征根一正一负，相轨迹系统特征根一正一负，相轨迹先趋向于先趋向于然后远离原点，然后远离原点，称为称为鞍点鞍点本讲稿第三十四页，共五十三页本讲稿第三十五页，共五十三页本讲稿第三十六页，共五十三页本讲稿第三十七页，共五十三页本讲稿第三十八页，共五十三页本讲稿第三十九页，共五十三页本讲稿第四十页，共五十三页本讲稿第四十一页，共五十三页补充：补充：描述函数法描述函数法本讲稿第四十二页，共五十三页基波分量基波分量 本讲稿第四十三页，共五十三页本讲稿第四十四页，共五十三页本讲稿第四十五页，共五十三页本讲稿第四十六页，共五十三页本讲稿第四十七页，共五十三页本讲稿第四十八页，共五十三页本讲稿第四十九页，共五十三页 当当 曲线与曲线与 曲线相曲线相交时，系统可能是稳定的、发散的，或交时，系统可能是稳定的、发散的，或者是自持振荡的者是自持振荡的 本讲稿第五十页，共五十三页本讲稿第五十一页，共五十三页本讲稿第五十二页，共五十三页本讲稿第五十三页，共五十三页