非线性系统阶跃输入下的相平面分析与自动控制原理

本资源是一份关于"具有阶跃或斜坡输入时非线性系统的相平面-自动控制原理"的PPT，主要讲解了非线性系统在自动控制中的应用。内容涵盖了自动控制的基本概念，如自动控制的任务、基本方式以及控制系统的关键组成部分。 在自动控制的任务部分，强调了被控对象（例如水箱）、被控量（如水位）、给定值（预设水位）的概念，以及控制的主要目标，即通过控制装置（如气动阀门、控制器）使被控量达到给定值，即使得系统处于稳定状态。通过实例，如水位自动控制系统，直观地展示了如何通过测量、比较和执行元件实现控制。 讲解了控制装置的构成，包括测量元件（如浮子）、比较元件（如控制器刻度盘）和执行元件（如气动阀门），它们共同协作以实现控制。控制方式被分为几种类型：开环控制（根据给定值操纵，不考虑输出对系统的反作用）、闭环控制（根据偏差进行调节，具有反馈机制）、复合控制等。 以炉温控制系统为例，展示了开环控制的原理，即系统输出不依赖于输出本身，而是仅依赖于给定的炉温设置和外部输入（如定时开关）。这种类型的控制在没有反馈环节的情况下运行，适用于干扰影响较小的情况。 对于非线性系统，由于其特性可能涉及阶跃或斜坡输入，相平面图在此处的作用尤为关键，它可以用来可视化系统的动态行为，帮助分析系统的稳定性、响应性和其他性能指标。通过相平面分析，可以更好地理解和预测系统在不同输入下的行为，这对于设计和优化非线性控制系统至关重要。 总结来说，这份PPT深入浅出地介绍了非线性系统在自动控制中的应用，包括基本原理、控制结构和实际案例，旨在帮助理解自动控制的核心原理和工程实践。