实验十非线性系统的描述函数法分析 一.实验目的 1,掌握描述函数法分析非线性系统： 2.用相平面法分析非线性三阶系统，并绘制相轨迹图。 二.实验内容 1.搭建继电型非线性三阶系统， 观测并绘制其相轨迹图 2.搭建饱和型非线性三阶系统，观测并绘制其相轨迹图。 三.实验步骤 在实验中观测实验结果时，可选用普通示波器，也可选用本实验台上的虚拟示波器 如果选用拟示波器， 只要运行ACES程序 选择菜单列表中的相应实验项目 ,再选 开始实验，就会打开虚拟示波器的界面，点击开始即可使用本实验台上的虚拟示波器CH1 CH2两通道观察被测波形。具体用法参见用户手册中的示波器部分。 1,继电型非线性三阶系统 实验中所用到的功能区域： 阶跃信号、虚拟示波器 、实验电路A1、A2、A3、A5、A6, 继电型非线性三阶系统模拟电路如图1-10-1所示 R650 「RI R85005 A6 4 A2 Uo 500E Ui 图1-10-1继电型非线性三阶系统模拟电路 (1)设置阶跃信号源 A.将阶跃信号区的选择开关拨至“0~5V”: B.将阶跃信号区的“0~5V”瑞子与实验电路A3的“IN32”端子相连接： C.按压阶跃信号区的红色开关按钮就可以在“0一5V”端子产生阶跃信号。 (2)搭建继电型非线性三阶系统模拟电路： A.将实验电路A3的“OUT”端子与实验电路A6的“IN62”端子相连接， A6的“OUT6”与A1的“INI2”端子相连接，A1的“OUTI”与A2的“IN23 端子相连接，A2的“OUT2”与A5的“IN52”相连接，将A5的“OUT5 与A3的“IN33”端子相连接：
实验十 非线性系统的描述函数法分析 一．实验目的 1．掌握描述函数法分析非线性系统； 2．用相平面法分析非线性三阶系统，并绘制相轨迹图。 二．实验内容 1．搭建继电型非线性三阶系统，观测并绘制其相轨迹图； 2．搭建饱和型非线性三阶系统，观测并绘制其相轨迹图。 三．实验步骤 在实验中观测实验结果时，可选用普通示波器，也可选用本实验台上的虚拟示波器。 如果选用虚拟示波器，只要运行 ACES 程序，选择菜单列表中的相应实验项目，再选择 开始实验，就会打开虚拟示波器的界面，点击开始即可使用本实验台上的虚拟示波器 CH1、 CH2 两通道观察被测波形。具体用法参见用户手册中的示波器部分。 1．继电型非线性三阶系统 实验中所用到的功能区域： 阶跃信号、虚拟示波器、实验电路 A1、A2、A3、A5、A6。 继电型非线性三阶系统模拟电路如图 1-10-1 所示 图 1-10-1 继电型非线性三阶系统模拟电路 （1） 设置阶跃信号源： A．将阶跃信号区的选择开关拨至“0～5V”； B．将阶跃信号区的“0～5V”端子与实验电路 A3 的“IN32”端子相连接； C．按压阶跃信号区的红色开关按钮就可以在“0～5V”端子产生阶跃信号。 （2） 搭建继电型非线性三阶系统模拟电路： A．将实验电路 A3 的“OUT3”端子与实验电路 A6 的“IN62”端子相连接，将 A6 的“OUT6”与 A1 的“IN12”端子相连接，A1 的“OUT1”与 A2 的“IN23” 端子相连接，A2 的“OUT2”与 A5 的“IN52”相连接，将 A5 的“OUT5” 与 A3 的“IN33”端子相连接；
B.按照图1-10-1选择拨动开关： R7=100K 500k 为4.7V稳压管。 将A3的S5、S6、S10,A6的S5、SIl,A1的S4、S10、S1l,A2的S7 S8、S14,A5的S4、S10拨至开位置： (3)连接虚拟示波器： 将A5的 OUT5”与示波器通道CH1相连接， A2的“0UT2”与示波器 通道CH2相连接，将示波器的显示格式改为“XY”型，显示时间改为“5秒” (4)输入阶跃信号，记录在示波器屏幕上显现的继电型非线性三阶系统相轨迹曲线， 用描述函数法求出极限环的振频和频常（或周期）。 2.饱和型非线性三阶系统 实验中所用到的功能区域 阶跃信号、虚拟示波器、实验电路A1、A2、A3、A5、A6。 饱和型非线性三阶系统模拟电路如图1-10-2所示 R8500K 200K A3 A6 R4 A2 20E。 0 i 图1-10-2饱和型非线性三阶系统模拟电路 (1)设置阶跃信号源： A.将阶跃信号区的选择开关拨至“0~5V”: B.将阶跃信号区的“0一5V”瑞子与实验电路A3的“IN32”端子相连接： C.按压阶跃信号区的红色开关按钮就可以在“05V”端子产生阶跃信号 (2)搭建饱和型非线性三阶系统模拟电路： A.将实验电路A3的“OUT”端子与实验电路A6的“IN62”端子相连接，将 A6的“OUT6”与A1的“INI2”端子相连接，A1的“OUT”与A2的“N23 端子相连接，A2的“OUT2”与A5的“IN52”相连接，将A5的“OUT5 与A3的“N33”端子相连接： B.按照图1-10-2选择拨动开关： 图中 :R1=2 0K、R2=100K、R3=200K R410K、R5=500K、R6-500K R7=100K、R8=500K、R9=500K、C1=2.0uF、C2=1.0uF、C3=2.0uF、D1、D2 为4.7V稳压管。 将A3的S5、S6、S10,A6的S5、S11、S13,A1的S4、S10、S11,A2的 S7、S8、S14.A5的S4、S10拨至开位置：
1 B．按照图 1-10-1 选择拨动开关： 图中：R1=200K、R2=100K、R3=200K、R4=10K、R5＝500K、R6=500K、 R7=100K、R8=500K、R9=500K、C1=2.0uF、C2=1.0uF、C3=2.0uF、D1、D2 为 4.7V 稳压管。 将 A3 的 S5、S6、S10，A6 的 S5、S11，A1 的 S4、S10、S11，A2 的 S7、 S8、S14，A5 的 S4、S10 拨至开位置； （3） 连接虚拟示波器： 将 A5 的“OUT5”与示波器通道 CH1 相连接， A2 的“OUT2”与示波器 通道 CH2 相连接，将示波器的显示格式改为“XY”型，显示时间改为“5 秒”。 （4） 输入阶跃信号，记录在示波器屏幕上显现的继电型非线性三阶系统相轨迹曲线， 用描述函数法求出极限环的振频和频率（或周期）。 2．饱和型非线性三阶系统 实验中所用到的功能区域： 阶跃信号、虚拟示波器、实验电路 A1、A2、A3、A5、A6。 饱和型非线性三阶系统模拟电路如图 1-10-2 所示 图 1-10-2 饱和型非线性三阶系统模拟电路 （1） 设置阶跃信号源： A．将阶跃信号区的选择开关拨至“0～5V”； B．将阶跃信号区的“0～5V”端子与实验电路 A3 的“IN32”端子相连接； C．按压阶跃信号区的红色开关按钮就可以在“0～5V”端子产生阶跃信号。 （2） 搭建饱和型非线性三阶系统模拟电路： A．将实验电路 A3 的“OUT3”端子与实验电路 A6 的“IN62”端子相连接，将 A6 的“OUT6”与 A1 的“IN12”端子相连接，A1 的“OUT1”与 A2 的“IN23” 端子相连接，A2 的“OUT2”与 A5 的“IN52”相连接，将 A5 的“OUT5” 与 A3 的“IN33”端子相连接； B．按照图 1-10-2 选择拨动开关： 图中：R1=200K、R2=100K、R3=200K、R4=10K、R5＝500K、R6=500K、 R7=100K、R8=500K、R9=500K、C1=2.0uF、C2=1.0uF、C3=2.0uF、D1、D2 为 4.7V 稳压管。 将 A3 的 S5、S6、S10，A6 的 S5、S11、S13，A1 的 S4、S10、S11，A2 的 S7、S8、S14，A5 的 S4、S10 拨至开位置；
(3)连接虚拟示波器： 将A5的“OT5”与示波器通道CH1相连接，A2的“O1T2”与示波器 通道C相连接，将示波器的显示格式改为 “XY”型，显示时间改为“5秒 (4) 输入阶跃信号，记录在示波器屏幕上显现的饱和型非线性三阶系统相轨迹曲线 用描述函数法求出极限环的振频和频率（或周期）。 四.实验结果 根据实验结果绘制下列图形 典型环节非线性 观测的实际相轨迹曲线 继电型非线性 三阶系统 饱和型非线性 三阶系统
2 （3） 连接虚拟示波器： 将 A5 的“OUT5”与示波器通道 CH1 相连接， A2 的“OUT2”与示波器 通道 CH2 相连接，将示波器的显示格式改为“XY”型，显示时间改为“5 秒”。 （4） 输入阶跃信号，记录在示波器屏幕上显现的饱和型非线性三阶系统相轨迹曲线， 用描述函数法求出极限环的振频和频率（或周期）。 四．实验结果 根据实验结果绘制下列图形： 典型环节非线性 观测的实际相轨迹曲线 继电型非线性 三阶系统 饱和型非线性 三阶系统