Ⅰ 研究非線性系統穩定性可應用哪些方法
非線性系統的穩定性判定與線性系統相似,都是利用李雅普諾夫方法,尋找適合李雅普諾夫負定的v函數來判斷非線性系統是否能穩定在平衡點。
穩定在平衡點的非線性系統的相軌跡會逐漸趨近於平衡點,通常選擇平衡點為原點。非線性系統的李雅普諾夫方法有很多種,比如芭芭拉定理、拉塞爾不變性原理等,具體判斷系統是穩定還是漸進穩定,還是大范圍穩定,就要利用相關的李雅普諾夫穩定性判定方法了。
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Ⅱ 非線性系統理論的主要分析方法
對於非線性系統尚未建立起象線性系統的分析那樣成熟和系統的一套方法,在應用上比較有效的主要方法有四種。
等效線性化方法 主要用於分析非線性程度較低的非線性系統。其實質是把非線性問題近似地加以線性化,然後去解決已線性化的問題。描述函數法、分段線性化法、小參數法等都屬於這種方法。
直接分析方法 建立在直接處理系統的實際的或簡化後的非線性微分方程基礎上的分析方法,不管非線性程度的高低都可適用。相平面法、李雅普諾夫第二方法(見李雅普諾夫穩定性理論)等都屬於這種方法。
雙線性系統理論 對於雙線性系統這一特殊類型非線性系統建立的分析和綜合方法。
流形上的控制理論 這一理論的發展始於70年代初期,它是以微分幾何為主要數學工具的一種分析方法。流形上的控制理論為非線性系統的研究提供了一條新的途徑,可用以研究非線性系統的某些全局和局部性質。
Ⅲ 試概述非線性系統在工程上常用的三種分析方法
非線性系統的分析與設計方法
(1)相平面法
相平面法是推廣應用時域分析法的一種圖解分析方法。該方法通過在相平面上繪制相軌跡曲線,確定非線性微分方程在不同初始條件下解的運動形式。相平面法僅適用於一階和二階系統。
(2)描述函數法
描述函數法是基於頻域分析法和非線性特性諧波線性化的一種圖解分析方法。
描述函數法對於滿足結構要求的一類非線性系統,通過諧波線性化,將非線性特性近似表示為復變增益環節,然後推廣應用頻率法,分析非線性系統的穩定性或自激振盪。
(3)逆系統法
逆系統法是運用內環非線性反饋控制,構成偽線性系統,並以此為基礎,設計外環控制網路。該方法應用數學工具直接研究非線性控制問題,不必求解非線性系統的運動方程,是非線性系統控制研究的發展方向。
Ⅳ 什麼是線性系統 非線性系統磁路是線性的嗎電路是線性的嗎線性系統如何求解非線性系統如何求解
如果系統的輸入輸出之間的關系可以用形如Y=aX+b的關系描述,則它就是線性系統。因為它的圖像是一條直線。否則它就不是線性系統,或者說它是非線性系統。
磁路通常不是線性系統,純電阻電路是線性系統,含有電容和(或)電感的電路都是非線性系統。如何求解, 很難回答。要看具體的關系式。線性系統通常比較容易解,用初等數學就可以,非線性的一般要用高等數學。有些復雜的非線性系統需要用數理方程來解,比較難。還有一些非線性系統屬於超越方程,目前沒有固定的解法。對於沒有辦法解的系統,常常可以在一定的范圍中近似看成線性系統,如果處理得好,誤差會在允許范圍內。在工程上很少有絕對精確的需求。