При необходимости учета нелинейного преобразования сигналов в системе систему рассматривают как нелинейную и используют соответствующие модели и методы теории автоматического управления. Нелинейная система автоматического управления это модель в теории автоматического управления, позволяющая при исследовании системы учесть нелинейность преобразования сигналов в системе.
В качестве примера нелинейной системы рассмотрим регулятор напряжения электрического генератора, упрощенная принципиальная схема которого приведена на рис. 48. Генератор переменного тока ГПТ имеет статор с трехфазной обмоткой и ротор с обмоткой возбуждения. Через обмотку возбуждения протекает ток возбуждения, который в начальный момент создается аккумулятором Ea.
Ротор генератора приводится во вращение с помощью внешнего двигателя. При вращении ротора его обмотка возбуждения создает вращающееся магнитное поле возбуждения, силовые магнитные линии которого пересекают витки обмоток статора. В результате в обмотках статора индуцируется переменный ток.
Переменный ток выпрямляется с помощью трехфазного двухполупериодного выпрямителя на диодах D1 – D6, и на выходе генератора создается постоянное напряжение Uc, которое подается на внешнюю нагрузку (потребителям) и обеспечивает подзарядку аккумулятора Ea.
Выходное напряжение генератора существенно зависит от скорости вращения ротора генератора и от мощности потребления нагрузки. Для стабилизации выходного напряжения генератор снабжен регулятором, основным элементом которого является реле напряжения РН. Это реле настроено на определенное напряжение срабатывания, которое соответствует нужному напряжению генератора Uc. Нормально замкнутый контакт Крн реле напряжения РН закорачивает добавочный резистор Rд, включенный последовательно в цепь обмотки возбуждения генератора.
В начальный момент времени напряжение на выходе генератора отсутствует, а напряжения аккумулятора Ea недостаточно для срабатывания реле напряжения РН. Поэтому резистор Rд закорочен контактом Крн и ток возбуждения генератора максимален. Напряжение на выходе генератора быстро растет и достигает напряжения срабатывания реле РН. Реле напряжения срабатывает и в цепь возбуждения генератора включается добавочный резистор Rд, поскольку контакт Крн размыкается. Из-за включения добавочного резистора ток возбуждения скачком уменьшается, что ведет к снижению напряжения Uc на выходе генератора. Когда напряжение на выходе станет меньше напряжения срабатывания реле, оно вернется в исходное состояние, и описанный процесс будет постоянно повторяться.
На рис. 49 показаны графики изменения основных сигналов в системе автоматического регулирования напряжения генератора. На рис 49 a) представлен график зависимости тока возбуждения iв (управляющее воздействие на генератор) от выходного напряжения Uc (управляемая величина). При непрерывном изменении выходного напряжения Uc ток возбуждения iв меняется скачком в момент перехода напряжения Uc через величину Uрн напряжения срабатывания реле РН.
Реле напряжения РН можно рассматривать как нелинейный функциональный элемент системы регулирования напряжения, характеристика преобразования которого
нелинейна (релейная характеристика). Особенности характеристики реле напряжения приводят к тому, что для выходной величины системы Uc устанавливается устойчивый колебательный процесс (рис. 49 b), который невозможен в обыкновенной линейной системе.
Таким образом, в нелинейной системе учитываются нелинейные связи между сигналами. Учет нелинейных преобразований сигналов приводит к нелинейному дифференциальному уравнению при описании динамики нелинейной системы
Поэтому в теории автоматического управления нелинейную систему автоматического управления определяют как систему, описываемую нелинейным дифференциальным уравнением произвольного порядка n.
Ну и на последок скажем немного интересного. Вот я недавно нашел хороший онлайн магазин светильники евросвет где постоянно предлагаются. Заходите и сами посмотрите какой отличный выбор светильников и какие там классные цены.