(8.3.1)--8.3 非线性建模与分析方法.pdf
高等飞行动力学
——非线性建模与分析方法
操纵系统中的非线性
几乎所有自然界中的系统都是非线性的。
飞机操纵系统的非线性主要存在于人感系统与舵机中。
•人感系统
死区、间隙及非线性杆力梯度
•舵机
舵机偏转速率与偏角限制
对于非线性系统,叠加原理不成立,线性控制理论也不适用
工程上常采用描述函数法对非线性系统进行建模与分析
描述函数法
将输出信号进行傅里叶展开,保留一次谐波项。
前提
•非线性元件的输出信号高次谐波分量振幅远小于一次谐波分量振幅
•大多数控制系统都是低通滤波器
∞
输入输出()=+cos+sin
0
==1
∞
=+sin(+)
0
=1
保留输出一次谐波项可得到
22
1+1
描述函数=∠=11∠arctan
1
1
线性系统的闭环稳定性
线性闭环系统:G(s)
_
闭环特征方程:1+=0=−1
ImImIm
()()()
00(−1,0)0
(−1,0)Re(−1,0)ReRe
(−1,0)未被包围(−1,0)被包围(−1,0)与相交
系统稳定系统不稳定系统中立稳定
Nyquist判据的非线性推广
非线性闭环系统:NG(s)
_
闭环特征方程:
1+=0=−1/