实验十：典型非线性环节的模拟.pdf

文档介绍：实验十典型非线性环节的模拟
一、实验目的
(1)熟悉典型非线性环节的模拟电路。
(2)分析典型非线性环节的输入-输出特性。
(3)掌握非线性特性的测量方法。
二、实验设备
序号型号备注
该控制屏包含“三相电源输
1 DJK01 电源控制屏
出”等几个模块。
2 DJK15 控制理论实验挂或 DJK16 控制理论实验挂
箱箱
3 双踪慢扫描示波器
4 万用表








图 10-1
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三、实验线路及原理
图 10-1 为非线性特性的测量接线图。信号发生器的输出同时
接到非线性环节的输入端和示波器的 X 轴,非线性环节的输出接
至示波器的 Y 轴。X 轴选择开关置于停止扫描位置,这样在示波
器上就能显示出相应的非线性特性。要测试的非线性特性有下列
五种,现分别叙述如下:
(1)继电器特性
图 10-2(a) 图 10-2(b)
实现继电器特性的电路图与其特性分别由图 10-2a 和图
10-2b 所示。调节两只电位器的滑动臂,就可调节输出的限幅值 M。
(2)饱和特性
图 10-3(a) 图 10-3(b)
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实现饱和非线性特性的模拟电路和特性分别由图 10-3a 和图
10-3b 所示。它的数学表达式为:


±UiR2/R1 , ⏐Ui⏐≤⏐Ui0⏐,tgθ=R2/R1
Uc=
± M , ⏐Ui⏐≥⏐Ui0⏐

(3)死区特性
图 10-4(a) 图 10-4(b)
实现死区非线性特性的模拟电路和特性分别由图 10-4a 和图
10-4b 所示。它的数学表达式为:
0 , ⏐Ui⏐≤ Ui0
Uc=
-K(Ui-Ui0SgnUi), ⏐Ui⏐≥Ui0
当⏐Ui⏐≤ a E /(1-a)时,K=0;
当⏐Ui⏐> a E/(1-a)时,K= -(1-a)R2/R1,tgθ=(1-a)R2/R1
图中 Ui0、θ和 K 为死区非线性的主要特征参数。改变电位器的分
位值 a,就能改变θ和 K。
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(4)回环非线性特性
图 10-5(a) 图 10-5(b)

实现回环非线性特性的模拟电路图和其非线性特性分别如图
10-5a 和 10-5b 所示。它的数学表达式为:
C2
U c = (1− a)(U i ±U i0)
C1
−1
θ= tg ([]1− a)C2 C1
式中 U i0 = aE(1− a),由上式可见,只要改变参数 C1、C2 和
电位器的分位值 a,就能改变特性的夹角θ。
(5)带回环的继电器特性
图 1