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控制系统中常见的饱和特性及其影响

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:饱和特性也是系统中最常见的非线性特性,可以由放大器失去放大能力的饱和现象来说明。饱和特性输入—输出关系如图7-2所示。有时饱和特性是在执行单元形成的,如阀门开度不能再大、电磁关系中的磁路饱和等。因此在分析一个控制系统时,一般都要把饱和特性的影响考虑在内,如图7-3所示。图7-3含有饱和特性的控制系统另外还可以看到,当线性关系的斜率k 趋于无穷大时,饱和特性就演变成继电特性了。

控制系统中常见的饱和特性及其影响

饱和特性也是系统中最常见的非线性特性,可以由放大器失去放大能力的饱和现象来说明。当输入信号在一定范围内变化时,其输入输出呈线性关系;当输入信号的绝对值超出一定范围,则输入信号不再发生变化。饱和特性输入—输出关系如图7-2所示。它的数学描述为

当放大器工作在线性工作区时,输入—输出关系所呈现的放大倍数为比例关系k;当输入信号的幅值超过+e0 时,放大器的输出保持正的常数值M 不变,输入—输出不再成比例;当输入信号的幅值小于-e0 时,放大器的输入保持负常数值-M 不变,输入—输出也不是比例关系了。

当放大器工作在线性区时,叠加原理是适用的。但是输入信号绝对值过大时,放大器的工作进入饱和工作区,就不满足叠加原理了。从图7-2可以看到,在饱和点上,信号虽然是连续的,但是导数不存在。

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图7-2 饱和特性

饱和特性在控制系统中普遍存在。调节器一般都是电子器件组成的,输入信号不可能再大时,就形成饱和输出。有时饱和特性是在执行单元形成的,如阀门开度不能再大、电磁关系中的磁路饱和等。因此在分析一个控制系统时,一般都要把饱和特性的影响考虑在内,如图7-3所示。

图7-3 含有饱和特性的控制系统

另外还可以看到,当线性关系的斜率k 趋于无穷大时,饱和特性就演变成继电特性了。

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