第六章非线性系统分析•学习重点v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;v了解典型非线性环节的特点;v理解描述函数的基本概念,掌握描述函数的计算方法;v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。�非线性:指元件或环节的静特性不是按线性规律变化。�非线性系统:只要系统中包含一个或一个以上具有非线性元件,即称为非线性系统。其特性不能用线性微分方程来描述。6.1非线性系统的特点非本质非线性:可以进行小偏差线性化的非线性本质非线性:不能应用小偏差线性化概念将其线性化F系统的稳定性除与结构参数有关外,还与起始偏差的大小有关。F系统的响应形式与输入信号的大小和初始条件有关。F在没有外界周期变化信号输入时,非线性系统完全可能产生具有固定周期和幅值的稳定振荡过程。F非线性系统的动态响应不服从叠加原理�非线性系统的主要特征:()()()()()ketetaxtkasigneteta�≤��=���>�(1)饱和特性1()0[()]1()0etsignetet+>�=�−<�(2)死区特性[]0()()()[()]()etaxtketasigneteta�≤�=�−>��k式中a为死区宽度-线性输出的斜率危害:使系统输出信号在相位上产生滞后,从而降低系统的相对稳定性,使系统产生自持振荡。(3)间隙特性[][]()()0()()()0[()]()0ketxtxtketxtbsignetxtεε�−>�=+<��=�&&&式中间隙宽度k间隙特性斜率ε(4)继电器特性�������>−≤−<≥≥<<<−><<−=0)(,)(0)(,)()()(0)(,)(00)(,)(0)(tematebtematebatetbsignetemateateatematx&&&&0xea−abb−ma−ma正向吸合电压正向释放电压正向吸合正向释放1)若a=0,则吸合电压和释放电压均为零,称这种特性为理想继电器特性0xebb−2)若m=1,即吸合电压和释放电压相等,称这种特性为具有死区的继电器特性0xea−abb−0xea−abb−ma−ma3)若m=-1,即反向吸合电压等于正向释放电压(正向吸合电压等于反向释放电压),称这种特性为具有滞环的继电器特性0xea−abb−0xea−abb−ma−ma(5)变增益特性���><=atetekatetektx)()()()()(21式中21,kk-变增益特性斜率a-切换点特点:使系统在大误差信号时具有较大的增益,从而使系统响应迅速;而在小误差信号时具有较小的增益,从而提高系统的相对稳定性。同时抑制高频低振幅噪声,提高系统响应控制信号的准确度。6.2非线性控制系统的特性1.非线性系统的稳定性除了与系统结构参数有关之外,还与初始条件和输入信号有关;2.非线性系...