Основные положения по оценке качества линейных систем справедливы и для нелинейных систем. Используются те же показатели качества: время регулирования, перерегулирование, количество колебаний и т.д.
Однако эти показатели качества, в отличие от линейных систем, зависят от величины входных воздействий.
Наличие нелинейностей оказывает влияние на динамическую точность системы и может вызывать дополнительные ошибки. Например, если система включает нелинейность с зоной нечувствительности, то при ошибках системы, меньших этой зоны, система оказывается разомкнутой и не отрабатывает задающее воздействие. Это приводит к тому, что возникает статическая ошибка, равная зоне нечувствительности. Отметим, что в тех случаях, когда элемент с зоной нечувствительности включен за усилителем с коэффициентом усиления K, статическая ошибка системы уменьшается в K раз.
При включении интегрирующего звена перед элементом с зоной нечувствительности статическая ошибка не возникает, т.к. интегрирующее звено обладает «памятью», благодаря чему его выходная величина поддерживается равной зоне нечувствительности. Следует отметить, что качество переходного процесса при этом может ухудшиться.
|
|
Существует ряд методов оценивания качества нелинейных систем. Например, вначале, в порядке первого приближения, можно построить кривую переходного процесса, не принимая во внимание нелинейности. Это возможно, если нелинейности влияют на поведение системы несущественно (незначительная зона нечувствительности, неоднозначная характеристика с узкой петлей и т.п.).
Если в автоколебательной системе существует ограничение на амплитуду колебаний, то это ограничение обеспечивается, введением дополнительной обратной связи по производной (см. разд. 2).
Если система включает несущественные нелинейности и рассматривается как линеаризованная, то при определении переходной функции на первом этапе ступенчатое воздействие следует ограничить по величине, чтобы элементы системы не входили в область насыщения. После исследования системы в линейной области необходимо оценить влияние неучтенных нелинейностей на качество регулирования.
Для построения переходных процессов с учетом нелинейностей применяют методы численного интегрирования, частотные методы и др. Однако в настоящее время существуют мощные средства компьютерного моделирования систем. Поэтому задача сводится к построению модели системы и ее имитационному моделированию с оценкой качества.
Задача оценки качества НС рассматривается на практических занятиях по данной дисциплине (см. разд. 5). При этом используется современный пакет прикладных программ MATLAB/Simulink.