Статические характеристики нелинейных элементов

В нелинейном элементе с зоной нечувствительности при возрастании входного воздействии хвх, но абсолютной величине в ту или иную сторону от нуля до некоторой величины ±а этот сигнал через нелинейный элемент не проходит. При хвх>а или хвх<а зависимость между входной и выходной величинами линейна.

Статическая характеристика такого нелинейного элемента показана на рис. 14,0. Аналитически она определяется зависимостями:

где 2а — зона нечувствительности нелинейного элемента, k — коэффициент пропорциональности, равный tg ф.

Нa выходную величину может быть наложено ограничение, заключающееся в том, что она не может превысить по абсолютной величине определенный предел В. При |xвых| < В между входной и выходной величинами имеется линейная зависимость. Статическая характеристика нелинейного элемента с ограничением изображена на рис. 14.6.

Элементы, в которых выходная величина может принимать лишь конечное число значений при непрерывном изменении входной величины, называют релейными. Упомянутые выше релейные системы по своему принципу являются нелинейными системами.

Статическая характеристика релейного элемента с зоной нечувствительности показана на рис. 14,в. При некотором абсолютном значении входной величины |хах|=а выходная величина скачком принимает определенное абсолютное значение |xвых|=В, которое остается постоянным при дальнейшем изменении входной величины в том же направлении. При обратном изменении входной величины и достижении ею значения |хих|=а выходная величина скачком принимает нулевое значение. Аналитическое выражение статической характеристики определяется зависимостями:

Если величина зоны нечувствительности релейного элемента незначительна и практически ее можно считать равной нулю, получим идеализированную релейную характеристику (рис. 14,а).

Как известно, в релейном элементе значение входной величины, при котором реле срабатывает, не совпадает со значением входной величины, при котором реле отпускает. При учете этого обстоятельства получаем петлевую статическую характеристику реле (рис. 14.д). Эту петлю называют гистерезис и ой петлей.

Минимальное абсолютное значение а2 входной величины хвх, при котором выходная величина от нуля скачком принимает определенное абсолютное значение В, называют параметром срабатывания.

Минимальное абсолютное значение а входной величины Xхвх, при котором выходная величина скачком возвращается к нулевому значению, называют параметром отпускания.

Отношение величины параметра отпускания к величине параметра срабатывания а1/а, называют коэффициентом отпускания. Разность определяет зону неоднозначности релейного элемента.

Аналитически статическая характеристика неоднозначного релейного элемента с зоной нечувствительности определяется зависимостями:

Неоднозначный релейный элемент без зоны нечувствительности имеет характеристику, представленную на рис. 14,е.