系统非线性环节的仿真VIP专享VIP免费

2.5 系统非线性环节的仿真 在实际系统中，往往存在各种非线性特性，可将此当作非线性环节处理，这种环节的输入和输出之间关系是一种非线性函数关系，因此非线性环节的仿真就是用仿真语言来描述这些关系。本节介绍几种典型的非线性环节的仿真算法。 2.5.1 饱和环节 饱和环节在控制系统中较普遍，例如饱和放大器、限幅装置、伺服阀饱和特性等。饱和环节特性如图所示。 图 2.5-1 饱和特性 该特性对应的数学表达式为： cuccuccuuy (2.5-1) 式中，c 为饱和环节特征参数，斜率为 1，该环节特性可用MATLAB 编程仿真，利用上面算法的编写的MATLAB 函数SATURATION，调用格式为： ),(cusaturationy  其中，u 为输入；c 为饱和环节特征参数，y 为饱和环节输出。 Saturation.m; amp209.m 2.5.2 死区环节 在控制装置中，放大器的不灵敏区，伺服阀和比例阀阀芯正遮羞特性，传动元件静摩擦等造成的死区特性。典型死区非线性环节特性如图 2.5-2 所示。 图 2.5-2 死区特性 可用下面数学关系来描述： cucucucucuy0 (2.5-2) 式中，c 为死区特征参数，斜率为1。 该环节可根据上述算法编写 MATLAB 函数deadzone 供调用，格式如下： ),(cudeadzoney  其中，u 为环节输入；c 为死区环节特征参数，y 为死区环节输出。 Deadzone.m; amp210.m。 2.5.3 齿隙非线性环节 齿轮传动副和丝杆螺母传动副中存在传动间隙都属这一类非线性因素，它对系统精度带来影响。齿隙非线性环节特性如图2.5-3 所示。 图 2.5-3 齿隙特性 当输入 u 增加时，输出沿dba线段变化；当输入 u 减小时，输出沿aed线段变化。在线段 bd 上，输入增加时，当前输出值 y(k)总是大于前一时刻的输出值 y(k-1)。而在ea 上，输入减小时，当前输出 y(k)总是小于前一时刻的输出值 y(k-1)。在ab 段和de 段，y(k)=y(k-1)。以上特性的数学描述如下： 其余kyckuk且ykuk当uckuckuk且ykuk当uckuky)1()()1(0)1()()()()1(0)1()()()( （2.5-3） 式中，c 为齿隙环节特征参数，斜率为 1。 根据（2.5-3）算法编写的 MATLAB 函数 backlash ，调用格式如下： ),0,0,1(1cyuubacklashy  其中，u0,u1 分别为前一时刻和当前时刻输入值；y0,y1 分别为前一时刻和当前时刻输出值；c 为齿隙特征参数。Backlash.m, amp211.m. 2.5.4 继电非...