3.常见的典型非线性特性 非线性特性中,死区特性、饱和特性、 间隙特性、继电特性等是最常见的,也是 最简单的,而且常常难以线性化
非线性特性中，死区特性、饱和特性、 间隙特性、继电特性等是最常见的，也是 最简单的，而且常常难以线性化。 3. 常见的典型非线性特性
(1)死区特性(不灵敏区特性 测量元件、放大元件及执行 机构的不灵敏区。 特征:当输入信号较小时,系统没有输出; 当输入信号大于某一数值时才有输出。 对系统性能的主要影响:①使稳态误差增大;② 产生时间滯后;③优点是能滤去小幅值的千扰信 号,提高系统的抗干扰能力
(1) 死区特性（不灵敏区特性） x z 特征：当输入信号较小时，系统没有输出; 当输入信号大于某一数值时才有输出。 测量元件、放大元件及执行 机构的不灵敏区。 对系统性能的主要影响：①使稳态误差增大；② 产生时间滞后；③优点是能滤去小幅值的干扰信 号，提高系统的抗干扰能力
利用死区特性的应用例 液位控制系统 对液位误差设置死区,可防止执行机构频繁动作, 减少对执行机构的磨损,还可消除小幅度检测噪 声的影响。 输入 误差 流量 液位 控制器调节阀 液位系统 检测
对液位误差设置死区，可防止执行机构频繁动作， 减少对执行机构的磨损，还可消除小幅度检测噪 声的影响。 控制器 调节阀 液位系统 检测 误差 输入 流量 液位 利用死区特性的应用例 ——液位控制系统
(2)饱和特性 放大器及执行机构受电 源电压、功率或结构上 的限制导致饱和现象。 特点:当输入信号超出其线性范围后,输出信号不 再随输入信号变化,而是保持恒定。 主要影响:在大信号作用下,放大倍数减小→稳态精 度↓,快速性↓,但相对稳定性↑。(分析例见p58)
特点：当输入信号超出其线性范围后，输出信号不 再随输入信号变化，而是保持恒定。 x z 放大器及执行机构受电 源电压、功率或结构上 的限制导致饱和现象。 (2) 饱和特性 主要影响：在大信号作用下，放大倍数减小稳态精 度↓，快速性↓ ，但相对稳定性↑。（分析例见p58）
饱和特性导致稳态误差的例子 水箱水位控制系统 当出水流量大于阀门最大开度所对应的进水流量 时(输入饱和),水位就会下降,出水流量也随 之减小,达到平衡时水位会低于设定值。 进水 水箱 O+ 阀门开度u PID 控制器 误差e 出水
当出水流量大于阀门最大开度所对应的进水流量 时（输入饱和），水位就会下降，出水流量也随 之减小，达到平衡时水位会低于设定值。 饱和特性导致稳态误差的例子 ——水箱水位控制系统 + - PID 控制器 y 出水 阀门开度u 误差 e 进 水 水箱