精选学习资料 - - - - - - - - - 非线性系统的相平面分析试验一 典型非线性环节一．试验要求1. 明白和把握典型非线性环节的原理；2. 用相平面法观看和分析典型非线性环节的输出特性；二．试验原理及说明试验以运算放大器为基本元件,在输入端和反馈网络中设置相应元件 <稳压管、二极管、电阻和电容）组成各种典型非线性的模拟电路,模拟电路见图 1．继电特性3-4-5 ~ 图 3-4-8 所示；抱负继电特性的特点是：当输入信号大于0 时,输出U0=+M,输入信号小于0,输出U0=-M ；抱负继电特性如图3-4-1 所示,模拟电路见图3-4-5,图 3-4-1 中 M 值等于双向稳压管的稳压值；图 3-4-1 抱负继电特性图 3-4-2 抱负饱和特性注：由于流过双向稳压管的电流太小<4mA）,因此实际M 值只有 3.7V；试验步骤：<1）将信号发生器 示波器输入端 〔B3> 幅度掌握电位器 〔3-4-5> 就式 <3-4-3）变为 〔3-4-6> 代入 T=0.5、 K=1、以及所选用稳压值 e〔0>=r〔0>-c〔0>=r〔0>=R M ,应用等倾线法作出起初始条件为时的相轨迹,转变r〔0>值就可得到一簇相轨迹；继电型非线性掌握系统相轨迹见图3-4-10所示；图 3-4-10 继电型非线性系统相轨迹其中的纵坐标轴将相平面分成两个区域,<Ⅰ和Ⅱ） e 轴是两组相轨迹的分界线,系统在+5V→0 阶跃信号 输入下,在区域Ⅰ内,例如在初始点 A 开头沿相轨迹运动到分界线上的点 B,从 B 点开头在区域Ⅱ内,沿区域Ⅱ内的本轨迹运动到点 来回运动,如是抱负继电特性,就系统逐步收敛于原点；<2）带速度负反馈的继电型非线性掌握系统C 再进入区域Ⅰ,经过几次带速度负反馈的继电型非线性掌握系统原理方框图如图3-4-11 所示,图3-4-18 是该系统的模拟电路；图 3-4-11 带速度负反馈的继电型非线性掌握系统原理方框图带速度负反馈的继电型非线性掌握系统相轨迹见图3-4-12,图中分界线由方程式<3-4-7）确4 / 13 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 定；<3-4-7）式中 ks为反馈系数 <图 3-4-12 中 ks=0.1）；间提前；由于局部反馈的加入,使得原开关分界线轴逆时钟转动了 γ 度,这样便使转换时该图是系统在 +5V→0 阶跃信号 输入下得到的；明显,继电型非线性系统采纳速度反馈可以减小超调量M P,缩短调剂时间t S,减小振荡次数；图 3-4-12 带速度负反馈的继电型非线性掌握系统相轨迹三．试验步骤及内容1.继电型非线性掌握系统继电型非线性掌握系统模拟电路见图 3-4-16 所示,图 3-4-16 继电型非线性掌握系统模拟电路试验步骤：<1）用信号发生器 B13 模块 B5〔非线性输出 >→A5
