實驗七非線性環節對系統動態過程的響應
【實驗目的】
1． 了解非線性環節特性；
2． 了解非線性環節對系統動態過程的響應；
3． 學會應用描述函式法研究非線性系統的穩定性。
【實驗原理】
1．非線性系統和線性系統存在本質差別：
（1）線性系統可採用傳遞函式、頻率特性、脈衝過渡函式等概念，同時由於線性系統的運動形式和輸入幅值、初始狀態無關，通常是在典型輸入函式和零初始條件下進行研究。
（2）非線性系統由於疊加原理不成立，線性系統的上述方法不適用，所以常採用相平面方法和描述函式方法進行研究。
2．實驗從兩方面觀察非線性：相軌跡和動態響應
（1）相軌跡：相平面上的點隨時間變化描繪出來的曲線叫相軌跡。相平面的相座標為和，實驗軟體當中給出的就是在此座標下自動描繪的相軌跡。
初始條件不同，系統的運動趨勢不同，所描繪的相軌跡也會有所不同。
（2）動態響應： 對比有無非線性環節時系統動態響應過程。
【實驗內容】
1． 被控物件模擬電路圖及系統結構圖如圖7.1和圖7.2所示。
圖7.1
圖7.2
2． 非線性環節由計算機模擬產生，它們分別是：
(1) 磨擦特性，如圖7.3。
m=1圖7.3
(2)飽和特性，如圖7.4。
k=1，s=0.5
圖7.4
(3)繼電特性，如圖7.5。
m=1， h=0.5
圖7.5
【實驗結果】
1、相軌跡
加入摩擦特性的相軌跡：
加入飽和特性s=0.5的相軌跡：
加入飽和特性s=2的相軌跡：
加入繼電特性的相軌跡：
加入死區特性的相軌跡：
加入階梯量化特性的相軌跡：
2、動態響應過程
加入摩擦特性的動態響應過程：
加入飽和特性s=0.5的動態響應過程：
加入飽和特性s=2的動態響應過程：
加入繼電特性的動態響應過程：
加入死區特性的動態響應過程：
加入階梯量化特性的動態響應過程：
比較飽和特性s=0.5和s=2的動態響應過程曲線，前者的超調量小於後者，而後者的快速性優於前者。
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