《西北工业大学自动控制原理课件-38》课件.ppt

自动控制原理 西北工业大学自动化学院 自 动 控 制 原 理 教 学 组 自动控制原理 本次课程作业(38) 7 — 9, 10 联系并准备实验10 课程回顾: §7.2 相平面法 §7.1 概述 §7.2 相平面法 §7.2 相平面法 7.2.1 相平面的基本概念 （相平面、相轨迹和相平面图） 7.2.2 相轨迹的性质 （斜率，奇点，运动方向，垂直过横轴） 7.2.3 相轨迹的绘制 （解析法 ，图解法） 7.2.4 由相轨迹求时间解 （增量法） 7.2.5 二阶系统的相轨迹 （极点分布，奇点性质，相轨迹） (1)非本质非线性系统 7.2.6 非线性系统相平面分析 (2)本质非线性系统 (3)非线性控制系统 自动控制原理 （第 38 讲） §7 非线性控制系统分析 §7.1 非线性控制系统概述 §7.2 相平面法 §7.3 描述函数法 §7.4 改善非线性系统性能的措施 自动控制原理 （第 38 讲） §7 非线性控制系统分析 §7.3 描述函数法 §7.3 描述函数法（1） §7.3.1 描述函数基本概念 (1) 周期函数 y(t) 的富氏级数展开 描述函数 §7.3 描述函数法（2） (2) 描述函数定义 输出基波： 输入： 描述函数N(A)的定义： 理想继电特性的描述函数： 演示 §7.3.2 非线性特性的描述函数 一般继电特性的描述函数： 理想继电特性： 死区继电特性： 纯滞环继电特性： 一般而言,描述函数 N(A)是A的函数,与频率w无关 非线性环节为单/非单值函数时,N(A)是实/复数,虚部为/不为0 §7.3.3 用描述函数法分析非线性系统（1） 1 基本假设 ① 结构上：N(A), G(j?) 串联 ② N(A)奇对称,y1(t)幅值占优 ③ G(j?)低通滤波特性好 2 稳定性分析 例1 理想继电特性的负倒描述函数 3 负倒描述函数 的绘制及其特点 不包围 包围 相交于 则系统 稳定 不稳定 可能自振 §7.3.3 用描述函数法分析非线性系统（2） 例2 纯滞环继电特性的负倒描述函数 3 的绘制及其特点 §7.3.3 用描述函数法分析非线性系统（3） 4 自振分析 (定性) 穿入 穿出 相切于 不是自振点 的点 对应半稳定 的周期运动 是自振点 §7.3.3 用描述函数法分析非线性系统（4） 自振分析 (举例) 演示 课程小结 (1)基本假设 ① 结构上：N(A), G(j?) 串联 ② N(A)奇对称,y1(t)幅值占优 ③ G(j?)低通滤波特性好 (2)稳定性分析 (3)自振分析 不包围 包围 相交于 则系统 稳定 不稳定 可能自振 穿入 穿出 相切于 不是自振点 的点 对应半稳定 的周期运动 是自振点 1.描述函数的概念、定义 2.描述函数分析方法 自动控制原理 本次课程作业(38) 7 — 9, 10 联系并准备实验10 谢谢！ * §7.3.3 用描述函数法分析非线性系统（4） ? 自振分析演示：(在Matlab5.3下运行) 启动Matlab5.3\File\Set Path\Browse\ E:\卢京潮专用\自动控制原理课程专用目录\自控课件53\确定\ok ； 在命令窗口运行 zkyla ； 进入非线性描述函数自窗口 ； 按结构图中的非线性、线性和延迟环节参数输入，得自振参数A=3.99, w=2.15。 ? 自振的Simulink 仿真 (在Matlab6.5下运行) 启动Matlab6.5 E:\卢京潮专用\自动控制原理课程专用目录\mbook ； 在命令输入一般继电特性参数 M=1, h=1, m=0.95 在当前目录窗口中选择 nonlinear8.mdl 并运行之； 在结构图中设置非线性、线性和延迟环节参数； 信号源参数选择： Pluse Width =0.12 Amplitude = 0.999 收敛 Amplitude = 1 自振 Pluse Width