四、选作内容
在Simulink的Discontinuous模块组可能会引起一些误解,仿佛Simulink中提供的模块很有限,其实利用Simulink提供的模块可以搭建出任意的非线性静态模块。现在分别考虑单值非线性环节和多值非线性环节的搭建方法。
1.单值非线性环节可以由一维查表模块(Simulink/Look-up Tables/Look-up Table)构造出来,如图1任意给定单值非线性环节,其输入转折点为{x1,x2,x3,x4,x5},对应输出为
{y1,y2,y3,y4,y5}。若想用Simulink构成此非线性
模块,只需在x1点之前任选一点x0,其中x0<x1,
同样在x5之后任选一点x6,并根据非线性函数
分别计算出对应的y0和y6,构成向量: x=[x0,x1,x2,x3,x4,x5,x6]; y=[y0,y1,y2,y3,y4,y5,y6] 双击一维查表模块,在其参数对话框中的x
轴转折点Vector of input values栏目和y轴转折点
Vector of output values栏目下分别输入x和y,就
可以成功构造单值非线性环节了。 2.多值非线性环节的构造:多值非线性模块
的构造较为复杂,不能采用上述简单方法,通常解决这类问题需要使用开关模块。
假设构造如下多值非线性环节,如图2
图2.多值非线性环节 图3. 分解为两个单值非线性环节
可以看出,此非线性环节不是单值的,模块输入增加或减小时走过的线路是不同的,可以将此多值非线性环节分解成区分输入信号增加或减小的两个单值函数,如图3 。
Simulink的Discrete
模块组中提供了一个Memory(记忆)函数,该模块记忆前一个计算步长上的信号值,使用比较符号比较当前输入信号与前一步输入信号的大小,其输出逻辑变量可以区分输入信号的上升或下降,用此信号可以控制开关模块,当输入信号上升时,按照x增加的单值函数计算整个环节的输出,而下降时按x减小的单值函数计算整个环节的输出。
根据上述说明,利用Simulink搭建给定多值非线性环节的仿真框图。
五、实验报告
1、整理线性二阶系统极点位置,奇点性质,相轨迹,时域曲线之间的对应关系。
2、根据实验结果,回答以下问题:
(1)说明死区特性对系统动态性能的影响。
(2)说明局部反馈的引入对系统性能的影响。