成都理工大学：《自动控制原理 Principles of Automatic Control》课程电子教案（PPT课件讲稿）第7章 非线性系统分析

第7章非线性系统分析 主要内容 非线性系统动态过程的特点 非线性环节及其对系统结构的影响 非线性特性的描述函数 分析非线性系统的描述函数法 改善非线性系统性能的措施及非线性特 性的利用 相平面法 小结

3 主要内容 ◼ 非线性系统动态过程的特点 ◼ 非线性环节及其对系统结构的影响 ◼ 非线性特性的描述函数 ◼ 分析非线性系统的描述函数法 ◼ 改善非线性系统性能的措施及非线性特 性的利用 ◼ 相平面法 ◼ 小结 第7章 非线性系统分析

第7章非线性系统分析 学习重点 令了解非线性系统的特点,掌握非线性 系统与线性系统的本质区别 了解典型非线性环节的特点 ☆理解描述函数的基本概念,掌握描述 函数的计算方法 ☆掌握分析非线性系统的近似方法 描述函数法,能够应用描述函数法分 析非线性系统的稳定性

4 学习重点 ❖ 了解非线性系统的特点，掌握非线性 系统与线性系统的本质区别 ❖ 了解典型非线性环节的特点 ❖ 理解描述函数的基本概念，掌握描述 函数的计算方法 ❖ 掌握分析非线性系统的近似方法—— 描述函数法，能够应用描述函数法分 析非线性系统的稳定性 第7章 非线性系统分析

71非线性系统动态过程的特点 1.非线性系统的定义及种类 2.几种典型的非线性特性 3.非线性系统的稳定性 4.非线性系统的运动形式 5.非线性系统的自振

5 7.1 非线性系统动态过程的特点 1. 非线性系统的定义及种类 2. 几种典型的非线性特性 3. 非线性系统的稳定性 4. 非线性系统的运动形式 5. 非线性系统的自振

71非线性系统动态过程的特点 非线性系统的定义及种类 (1)定义 含有非线性元件的系统,称之为非线性系统。 (2)非线性系统的分类 ■非本质非线性 能够用小偏差线性化方法进行线性化处理的非线性。 本质非线性 不能用小偏差线性化方法解决的非线性

6 7.1 非线性系统动态过程的特点 ◼ 非本质非线性 能够用小偏差线性化方法进行线性化处理的非线性。 ◼ 本质非线性 不能用小偏差线性化方法解决的非线性。 1. 非线性系统的定义及种类 （1）定义 含有非线性元件的系统，称之为非线性系统。 （2）非线性系统的分类

71非线性系统动态过程的特点 2.几种典型的非线性特性

7 2. 几种典型的非线性特性 7.1 非线性系统动态过程的特点

71非线性系统动态过程的特点 3.非线性系统的稳定性 (1)非线性系统的稳定性,则除了与系统的结 构、参数有关外,很重要的一点是与系统 起始偏离的大小密切相连。 (2)不能笼统地泛指某个非线性系统稳定与否, 而必须明确是在什么条件、什么范围下的 稳定性

8 7.1 非线性系统动态过程的特点 3. 非线性系统的稳定性 （1）非线性系统的稳定性，则除了与系统的结 构、参数有关外，很重要的一点是与系统 起始偏离的大小密切相连。 （2）不能笼统地泛指某个非线性系统稳定与否， 而必须明确是在什么条件、什么范围下的 稳定性

71非线性系统动态过程的特点 4.非线性系统的运动形式 (1)非线性系统在小偏离时单调变化,大偏离 时很可能就出现振荡。 (2)非线性系统的动态响应不服从叠加原理

9 7.1 非线性系统动态过程的特点 4. 非线性系统的运动形式 （1）非线性系统在小偏离时单调变化，大偏离 时很可能就出现振荡。 （2）非线性系统的动态响应不服从叠加原理

71非线性系统动态过程的特点 5.非线性系统的自振 非线性系统的自振却在一定范围内能够长期 存在,不会由于参数的一些变化而消失。 A 5

10 7.1 非线性系统动态过程的特点 5. 非线性系统的自振 非线性系统的自振却在一定范围内能够长期 存在，不会由于参数的一些变化而消失

72非线性环节及其对系统结构的影响 1.不灵敏区(死区) 2.饱和 3.间隙 摩擦 5.继电器 11

11 7.2 非线性环节及其对系统结构的影响 1. 不灵敏区（死区） 2. 饱和 3. 间隙 4. 摩擦 5. 继电器

72非线性环节及其对系统结构的影响 1.不灵敏区(死区)特性 x1表示输入 x2表示输出 △表示不灵敏区 也常称死区

12 1.不灵敏区（死区）特性 7.2 非线性环节及其对系统结构的影响 表示输入 表示输出 △ 表示不灵敏区， 也常称死区。 1 x 2 x