典型非线性环节的静态特性
自动控制原理第7章
7.2 描述函数法
一、描述性函数的定义
非线性元件的输入为正弦波时，将其输出的非正弦波的一次谐波（基
波) 与输入正弦波的复数比，定义为非线环节的描述函数。
分析：
设 输入为：
x(t) Asint
则输出：
y(t) A0 (An cos nt Bn sin nt) n1
见图示说明：
但非线性系统则不然，它的稳定性不仅与系 统的结构和参数有关，还与输入信号及初始 条件有关。因此不能笼统地泛指某个非线性 系统是否稳定，而必须指明不同条件下系统 的稳定性。
3.非线性系统的自激振荡
线性系统只在阻尼比为零时，产生周期性的 等幅振荡；而且这样情况极少出现，极易变 化。但是在非线性系统中，常会出现具有一 定频率、一定振幅的稳定的等幅振荡，即自 激振荡。
二、改变非线性特性
1、改变非线性元件的参数
例如，在例7.1中，当线性部分参数不变(k=15)时，改变非线性部分的参 数a或b，可以使负倒描述函数曲线往左移，从而使两特性曲线不相交，即使 原有自持振荡的系统变为稳定。
2、对非线性元件采用某种并联校正
例如，一个饱和非线性元件并入一合适的死区非线性元件后，变成了线性 比例元件。
An
1
2 0
y(t) cosntdt
Bn
1
2 0
y(t ) sin
ntdt
假设输出为对称奇函数，则 A0 0 ；假设具有低通滤波特性，高次谐波
可忽略。
则非线性环节输出可认为
y(t) y1(t) A1 cost B1 sin t
Y1 sin(t 1) Y1e j1
自动控制原理__(13)
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（2）会产生自激振荡 非线性系统即使无外界作用，往往也会产生具有一定振幅 和频率的稳定性振荡，称为自激（自持）振荡。在有的非线性 系统中，还可能产生不止一种振幅和频率的自激振荡。自激振 荡是非线性系统一种特有的运动形式，其振幅和频率由系统本 身特性决定。 说明：
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2. 典型的非线性特性
常见的非线性特性有饱和、死区、间隙（回环）、继电等。 (1)饱和特性 特点：当输入信号超过某一范围后，输出信号不再随输 入信号而变化，将保持某一常数值不变。可将饱和非线性元 件看作为一个变增益的比例环节。
x2 f ( x1 ) tan , x1 ＜s 如图： x2 f ( x1 ) K x1 x1 0, x1 ＞s
作用：饱和特性将使系 统等效增益减小，因此可用 来改善系统的稳定性，但会 降低稳态精度。在有些系统 中利用饱和特性起信号限幅 作用。
（a）理想饱和特性
（b）实际饱和特性
图7-2 理想与实际饱和特性
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（2）死区（不灵敏区）特性 特点：是当输入信号在零值附近的某一小范围之内变化 时，没有相应的输出信号，只有当输入信号大于此范围时， 才有信号输出。 常见于测量、放大、变换元件中，执行机构中静摩擦的 影响往往也可用死区来表示。 影响：控制系统中死区特性的存 在，将导致系统稳态误差增大，而测 量元件死区的影响尤为显著。摩擦死 区会造成系统低速运动的不均匀，导 致随动系统不能准确地跟踪目标。
3. 非线性系统的分析方法
目前，对于非线性系统的分析与设计，工程上常用的近似方法有：小 偏差线性化法、分段线性化法、反馈线性化法、描述函数法、相平面法及 计算机仿真等。本章将重点介绍应用较多的相平面法和描述函数法。 （1） 相平面法 相平面法是基于时域的图解分析方法。特点是保留非线性特性，将高 阶的线性部分近似地化为二阶，利用二阶系统的状态方程，绘制由状态变 量所构成的的相轨迹图。可用来分析系统的稳定性及运动特性。 只适用于一、二阶的简单非线性系统分析。
试验八典型非线性环节静态特性测试
实验八典型非线性环节静态特性测试一．实验目的1．了解和掌握典型非线性环节的原理；2．分析典型非线性环节的模拟电路，观测典型非线性环节的输出特性。
二．实验内容1．分析继电特性的模拟电路，观测其输出特性曲线；2．分析饱和特性的模拟电路，观测其输出特性曲线；3．分析死区特性的模拟电路，观测其输出特性曲线；4．分析间隙特性的模拟电路，观测其输出特性曲线。
三．实验步骤在实验中观测实验结果时，可选用普通示波器，也可选用本实验台上的虚拟示波器。
如果选用虚拟示波器，只要运行ACES程序，选择菜单列表中的相应实验项目，再选择开始实验，就会打开虚拟示波器的界面，点击开始即可使用本实验台上的虚拟示波器CH1、CH2两通道观察被测波形。
具体用法参见用户手册中的示波器部分。
1．继电特性实验中所用到的功能区域：可调电压输出、虚拟示波器、实验电路A3、实验电路A6。
继电特性的模拟电路如图1-8-1所示图1-8-1继电特性模拟电路（1）设置可调电压输出：将可调电压输出区的“-10V～+10V”端子与实验电路A3的“IN33”端子相连接，调节可调电压输出区的旋钮即可改变输入电压值的大小。
（2）搭建继电特性的模拟电路：A．将实验电路A3的“OUT3”端子与实验电路A6的“IN62”端子相连接；B．按照图1-8-1选择拨动开关：图中：R1可调、R2=100K、R3=200K、R4=10K、R5=10K、R6=10K、D1、D2为4.7V稳压管将A3的S7、S10，A6的S5、S11拨至开的位置。
（3）连接虚拟示波器：将实验电路A3的“OUT3”与示波器通道CH1相连接，A6的“OUT6”与示波器通道CH2相连接，将示波器的显示格式改为“XY”型，显示时间改为“5秒”。
（4）调节可调电压输出区的旋钮，记录在示波器屏幕上显现的继电特性曲线。
2．饱和特性实验中所用到的功能区域：可调电压输出、虚拟示波器、实验电路A3、实验电路A6。
饱和特性的模拟电路如图1-8-2所示图1-8-1饱和特性模拟电路（1）设置可调电压输出：将可调电压输出区的“-10V～+10V”端子与实验电路A3的“IN33”端子相连接，调节可调电压输出区的旋钮即可改变输入电压值的大小。
自动控制原理72 典型非线性环节及其对系统的影响
典型非线性环节
2、检测电平时的射极耦合触发器或运放组成的电平 检测器等比较电路也具有继电特性：如逻辑无环
流调速系统。 五、变放大系数特性：
y
k1 x,
k2 x,
x c x c
特点：大误差e（t）
时具有大的k→系统
响应迅速，小误差e(t)
时具有小的k→系统响应
典型非线性环节
平稳，减少甚至消除超调量 %,若系统中混入高
2、特点：使系统产生稳态误差（测量元件尤为明 显），执行机构的死区可能造成运动系统的低 速不均匀，甚至使随动系统不能准确跟踪目标。
3、用途：有时人为的引入死区，可消除高频的小幅 度振荡。
4、多个元件均存在死区时，系统总的死区可进行折 算（见下页图）
死区特性（续）
R
k1c1
-
比较
k2c2
放大
k3c3
频小振幅噪声信号时，可抑制掉。
y
六、带死区的饱和特性：
1、测量元件：其最大测量
B
范围与最小测量范围都
nc c
为有限幅时。
0 c nc x
2、枢控直流电动机的转速n：
ua 达到一定值时，才有n，
B
当ua uN 时，n nnom不再增加.
典型非线性环节
★注意：尽管各种复杂非线性特性可以看作是各种 典型非线性特性的组合，但决不能将各个典型非 线性环节的响应相加作为复杂非线性系统的响应， 因为他们不能用迭加原理。非线性的存在使系统 变的复杂，没有统一的方法用来处理所有的非线 性系统，实用中采用线性化处理，能用小偏差法 的在第二章已讲述，其他可用谐波线性化方法— 描述函数法近似研究非线性系统。
度饱和情况下甚至使系统丧失闭环控制作用。 3、用途：认为地利用饱和特性做限幅，限制某些物
自动控制原理实验指导书
⾃动控制原理实验指导书⽬录第⼀章⾃动控制原理实验 (1)实验⼀典型环节模拟⽅法及动态特性 (1)实验⼆典型⼆阶系统的动态特性 (4)实验三典型调节规律的模拟电路设计及动态特性测试 (6)实验四调节系统的稳态误差分析 (8)实验五三阶系统模拟电路设计及动态特性和稳定性分析 (11)实验六单回路系统中的PI调节器参数改变对系统稳定性影响 (13)实验七典型⾮线性环节的模拟⽅法 (15)实验⼋线性系统的相平⾯分析 (17)第⼆章控制理论实验箱及DS3042M（40M）⽰波器简介 (19)第⼀节⾃动控制理论实验箱的简介 (19)第⼆节数字存储⽰波器简介 (20)第⼀章⾃动控制原理实验实验⼀典型环节模拟⽅法及动态特性⼀、实验⽬的1、掌握⽐例、积分、实际微分及惯性环节的模拟⽅法。
2、通过实验熟悉各种典型环节的传递函数和动态特性。
⼆、实验设备及器材配置1、⾃动控制理论实验系统。
2、数字存储⽰波器。
3、数字万⽤表。
4、各种长度联接导线。
三、实验内容分别模拟⽐例环节、积分环节、实际微分环节、惯性环节，输⼊阶跃信号，观察变化情况。
1、⽐例环节实验模拟电路见图1-1所⽰传递函数：K R R V V I -=-=120阶跃输⼊信号：2V实验参数：（1） R 1=100K R 2=100K（2） R 1=100K R 2=200K2、积分环节实验模拟电路见图1-2所⽰传递函数：ST V V I I O 1-= ，其中T I阶跃输⼊信号：2V 实验参数：（1） R=100K C=1µf（2） R=100K C=2µf 3、实际微分环节实验模拟电路见图1-3所⽰传递函数：K ST S T V V D D I O +-=1 其中 T D =R 1C K=12R R 阶跃输⼊信号：2V实验参数：（1） R 1=100K R 2=100K （2）R 1=100K R 2=200K C=1µf4、惯性环节实验模拟电路见图1-4所⽰传递函数：1+-=TS K V V I O 其中 T=R 2C K=12R R 阶跃输⼊：2V 实验参数：（1） R 1=100K R 2=100K C=1µf（2） R=100K R 2=100K C=2µfR四、实验步骤1、熟悉实验设备并在实验设备上分别联接各种典型环节。
实验六典型非线性环节的静态特性
实验六典型非线性环节的静态特性一、实验目的1．了解典型非线性环节输出——输入的静态特性；2．掌握典型非线性环节电路模拟的研究方法。
二、实验设备同实验一三、实验内容1．继电器型非线性环节静特性的电路模拟；2．饱和型非线性环节静特性的电路模拟；3．具有死区特性的非线性环节静特性的电路模拟；4．具有间隙特性的非线性环节静特性的电路模拟。
四、实验原理控制系统中元件的非线性有很多种，最常见的有饱和特性、死区特性、继电性特性和间隙特性，基于这些特性对系统的影响是各不相同的，因而了解它的输出－输入的静态特性将有助于对非线性系统的分析。
有关上述四种典型非线性元件的静态特性和模拟电路，请参见附录。
五、实验步骤1．利用实验设备，设计并连接继电型非线性环节（可参考本实验附录的图6-1）的模拟电路，完成该环节的静态特性测试；当改变环节参数时，观测其对静态特性的影响。
2．用周期性斜坡或正弦信号测试继电型非线性环节的静态特性调节实验箱上的“信号发生器”单元使其在输出端“OUT2”输出一个周期斜坡信号，（其频率一般均不超过10Hz），将这个斜坡信号接入继电型非线性环节的输入端，用示波器观测该环节输入与输出的静态特性曲线。
3．设计并连接具有死区特性的非线性环节（可参考本实验附录的图6-3）的模拟电路，完成该环节的静态特性测试；当改变环节参数时，观测其对静态特性的影响。
具体步骤请参考本实验的实验步骤2。
4．设计并连接具有间隙特性的非线性环节（可参考本实验附录的图6-4）的模拟电路，完成该环节的静态特性测试；当改变环节参数时，观测其对静态特性的影响。
具体步骤请参考本实验的实验步骤2。
六、实验报告要求1．画出各典型非线性环节的模拟电路图，并选择好参数。
2．根据实验，绘制相应的非线性环节的实际静态特性，与理想的静态特性相比较，并分析电路参数对特性曲线的影响？七、实验思考题1．带回环的继电器特性电路中，如何确定环宽电压？2．模拟继电型电路的特性与理想特性有何不同？为什么？3．饱和特性电路中的限接幅网络改在反馈回路，对特性有何影响？八、附录1．继电型非线性环节其模拟电路和静态特性为:图6-1 继电型非线性环节模拟电路及其静态特性继电特性参数M 是由双向稳压管的稳压值和后级运放的放大倍数的决定的,输入Ui 用正弦信号或周期性的斜坡信号（频率一般均小于10Hz ）作为测试信号。
《典型非线性环节》课件
在机器人控制系统中的应用
机器人控制系统中引入非线性环节，可以增强机器人的适应性和灵活性。
在机器人控制系统中，非线性环节如弹性非线性、摩擦非线性等被引入以增强机器人的适应性和灵活 性。弹性非线性可以使机器人在受到外力时产生弹性形变，提高机器人的抗冲击能力；摩擦非线性可 以使机器人在运动过程中考虑摩擦力的影响，提高机器人的定位精度和轨迹跟踪能力。
典型非线性环节
• 非线性环节概述 • 典型非线性环节介绍 • 非线性环节对系统性能的影响 • 非线性环节的应用案例
目录
Part
01
非线性环节概述
定义与特点
定义
非线性环节是指系统中输出与输入不 成正比关系的环节，其特性不能用线 性关系描述。
特点
非线性环节具有饱和、死区、回环等 特性，其行为与输入信号的大小、方 向和偏置状态等有关，表现出高度的 非线性。
常见非线性环节类型
饱和非线性环节
当输入信号超过一定阈值时，输出信号达到饱和状态，不再随输入 信号增大而增大。
死区非线性环节
当输入信号在一定范围内时，输出信号为零，只有当输入信号超过 某一阈值时，输出信号才会发生变化。
回环非线性环节
当输入信号在某一范围内时，输出信号与输入信号呈正比关系，但当 输入信号超过某一阈值时，输出信号开始减小，形成回节介绍
典型非线性环节介绍
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Part
03
非线性环节对系统性能的影响
对系统稳定性的影响
稳定性分析
非线性环节可能导致系统 在某些条件下变得不稳定 ，如饱和非线性或死区非 线性。
动态响应
非线性环节可能导致系统 在受到扰动时产生不稳定 动态响应，如振荡或发散 。
非线性环节可能影响系统 的响应时间，使系统在达 到稳态时需要更长的时间 。
自动控制原理-第8章 非线性控制系统教案
8 非线性控制系统前面几章讨论的均为线性系统的分析和设计方法，然而，对于非线性程度比较严重的系统，不满足小偏差线性化的条件，则只有用非线性系统理论进行分析。
本章主要讨论本质非线性系统，研究其基本特性和一般分析方法。
8.1非线性控制系统概述在物理世界中，理想的线性系统并不存在。
严格来讲，所有的控制系统都是非线性系统。
例如，由电子线路组成的放大元件，会在输出信号超过一定值后出现饱和现象。
当由电动机作为执行元件时，由于摩擦力矩和负载力矩的存在，只有在电枢电压达到一定值的时候，电动机才会转动，存在死区。
实际上，所有的物理元件都具有非线性特性。
如果一个控制系统包含一个或一个以上具有非线性特性的元件，则称这种系统为非线性系统，非线性系统的特性不能由微分方程来描述。
图8-1所示的伺服电机控制特性就是一种非线性特性，图中横坐标u 为电机的控制电压，纵坐标ω为电机的输出转速，如果伺服电动机工作在A 1OA 2区段，则伺服电机的控制电压与输出转速的关系近似为线性，因此可以把伺服电动机作为线性元件来处理。
但如果电动机的工作区间在B 1OB 2区段．那么就不能把伺服电动机再作为线性元件来处理，因为其静特性具有明显的非线性。
图8-1 伺服电动机特性8.1.1控制系统中的典型非线性特性组成实际控制系统的环节总是在一定程度上带有非线性。
例如，作为放大元件的晶体管放大器，由于它们的组成元件(如晶体管、铁心等)都有一个线性工作范围，超出这个范围，放大器就会出现饱和现象；执行元件例如电动机，总是存在摩擦力矩和负载力矩，因此只有当输入电压达到一定数值时，电动机才会转动，即存在不灵敏区，同时，当输入电压超过一定数值时，由于磁性材料的非线性，电动机的输出转矩会出现饱和；各种传动机构由于机械加工和装配上的缺陷，在传动过程中总存在着间隙，等等。
实际控制系统总是或多或少地存在着非线性因素，所谓线性系统只是在忽略了非线性因素或在一定条件下进行了线性化处理后的理想模型。
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物理与电子信息学院电子信息工程专业课程设计报告课程名称自动控制原理设计题目典型非线性环节的静态特性专业名称电子信息工程班级13电子（1）班、（2）班学号学生姓名指导教师完成时间2016年6月11日目录摘要与关键词 (3)1设计目的 (4)2设计原理 (5)2.1具有继电特性的非线性环节 (5)2.2具有饱和特性的非线性环节 (5)2.3具有死区特性的非线性环节 (5)2.4具有间隙特性的非线性环节 (6)3操作步骤 (7)3.1试验箱电路测试 (7)3.1.1继电型非线性环节的模拟电路 (7)3.1.2饱和型非线性环节的模拟电路 (8)3.1.3具有死区特性的非线性环节的模拟电路 (8)3.1.4具有间隙特性的非线性环节的模拟电路 (8)3.2MATLAB、multisim电路仿真 (8)3.2.1利用Multisim绘制电路原理图 (8)3.2.2电路仿真 (9)4实验结果 (10)4.1试验箱测试结果 (10)4.1.1继电型非线性环节的模拟电路 (10)4.1.2饱和型非线性环节的模拟电路 (10)4.1.3具有死区特性和间隙特性的非线性环节的模拟电路 (11)4.2Multisim仿真结果 (12)5总结 (14)参考文献 (14)摘要与关键词摘要：非线性环节指状态变量和输出变量相对于输入变量的运动特性不能用线性关系描述的控制系统。
该实验主要研究典型非线性环节的静态特性，利用自控理论及计算机控制技术实验箱完成对继电型非线性环节静特性、饱和型非线性环节静特性、完成具有死区特性的非线性环节静特性、具有间隙特性的非线性环节静特性的电路模拟研究。
同时通过Multisim对电路进行仿真，深入研究电路特性及原理。
关键词：非线性环节；电路仿真；正弦信号了解并掌握典型非线性环节的静态特性、典型非线性环节的电路模拟研究方法。
学会使用MATLAB对电路进行仿真并模拟电路特性，掌握Multisim软件的基本操作方法能够使用Multisim绘制电路原理图并仿真验证结果。
学会使用模电中所学知识计算电路参数，会求传递函数，并验证计算结果。
2.1具有继电特性的非线性环节具有继电特性非线性环节的静态特性，即理想继电特性如图2-1-1所示。
该环节的模拟电路如图2-1-2所示。
继电特性参数M ，由双向稳压管的稳压值与后一级运放放大倍数之积决定。
故改变图2-1-2中电位器接入电阻的数值即可改变M 。
当阻值减小时，M 也随之减小。
实验时，可以用周期斜坡或正弦信号作为测试信号进行静态特性观测。
注意信号频率的选择应足够低，如1Hz 。
通常选用周期斜坡信号作为测试信号时，选择在X-Y 显示模式下观测；选用正弦信号作为测试信号时，选择在X-t 显示模式下观测。
2.2具有饱和特性的非线性环节具有饱和特性非线性环节的静态特性，即理想饱和特性如图2-2-1所示：该环节的模拟电路如图2-2-2所示： 特性饱和部分的饱和值M 等于稳压管的稳压值与后一级放大倍数的积，特性线性部分的斜率K 等于两级运放放大倍数之积。
故改变图2-2-2中的电位器接入电阻值时将同时改变M 和K ，它们随阻值增大而增大。
实验时，可以用周期斜坡或正弦信号作为测试信号进行静态特性观测。
注意信号频率的选择应足够低，如1Hz 。
选用周期斜坡信号作为测试信号时，可在X-Y 显示模式下观测；选用正弦信号作为测试信号时，可在X-t 显示模式下观测。
2.3具有死区特性的非线性环节具有死区特性非线性环节的静态特性，即理想死区特性如图2-3-1所示： 该环节的模拟电路如图2-3-2所示：图5.2.1Mu oMu i图5.1.2+10ku i-++10k10k-+u o图2-1-2 图2-2-1 0图5.1.1Mu oMu i图2-1-110k图5.2.2+10ku i-++10k10k-+u o图2-2-2k图5.3.1ku ou i图2-3-1斜率K 为： 0/f k R R =死区2215()0.5()30R v R v ∆=⨯=，式中R2的单位为k Ω，且R2＝R1（实际死区还要考虑二极管的压降值）。
实验时，可以用周期斜坡或正弦信号作为测试信号进行静态特性观测。
注意信号频率的选择应足够低，如1Hz 。
选用周期斜坡信号作为测试信号时，可在X-Y 显示模式下观测；选用正弦信号作为测试信号时，可在X-t 显示模式下观测。
2.4具有间隙特性的非线性环节具有间隙特性非线性环节的静态特性，即理想间隙特性如图2-4-1所示： 该环节的模拟电路如图2-4-2所示：图中间隙特性的宽度,（实际死区还要考虑二极管的压降值），特性斜率，因此改变R1与R2可改变间隙特性的宽度，改变i fC C 可以调节特性斜率。
实验时，可以用正弦信号作为测试信号进行静态特性观测。
注意信号频率的选择应足够低，如1Hz 。
选用正弦信号作为测试信号时，可在X-t 显示模式下观测。
注意由于元件（二极管、电阻等）参数数值的分散性，造成电路不对称，因而引起电容上电荷累积，影响实验结果，故每次实验启动前，需对电容进行短接放电。
图5.4.2u i-15v30k +30kR 2R 1+15v 1u C i-C f++1uR-+Ru o图2-4-2A图5.4.1DEu oCBu i图2-4-110k图5.3.2u i-15v30k +30kR 2R 1+15v10kR 0-R f ++RR-+u o图2-3-22215()0.5()30R v R v ∆=⨯=if tg C C α=3操作步骤3.1试验箱电路测试3.1.1继电型非线性环节的模拟电路从图2-1-1和图2-1-2可知，利用实验箱上的单元U6即可获得实验所需继电型非线性环节的模拟电路。
单元电路中双向稳压管的稳压值为5.1V，改变U6中的电位器的电阻接入值，即可改变继电特性参数M，M随阻值减小而减小。
可利用周期斜坡或正弦信号测试非线性环节的静态特性，下面分两种情况说明测试方法。
无上位机时，利用实验箱上的信号源单元U2所输出的正弦信号（或周期斜坡信号）作为环节输入，即连接箱上U2的“正弦波”与环节的输入端（对应图2-1-2的Ui）。
然后用示波器观测该环节的输入与输出（对应图2-1-2的Ui和Uo）。
注意调节U2的正弦波信号“频率”电位器RP5与“幅值”电位器RP6，以保证观测到完整的波形。
有上位机时，必须在熟悉上位机界面操作的基础上，充分利用上位机提供的虚拟示波器与信号发生器功能。
为了利用上位机提供的虚拟示波器与信号发生器功能，接线方式将不同于上述无上位机情况。
此时将Ui连到实验箱 U3单元的O1（D/A通道的输出端）和I1（A/D通道的输入端），将Uo连到实验箱 U3单元的I2（A/D通道的输入端），并连好U3单元至上位机的USB2.0通信线。
接线完成，经检查无误，再给实验箱上电后，启动上位机程序，进入主界面。
界面上的操作步骤如下：①按通道接线情况: 选择任一路A/D输入作为环节的输出,选择任一路D/A作为环节的输入.不同的通道,图形显示控件中波形的颜色将不同；将另一输出通道直接送倒输入通道(显示示波器信号源发出的输入波形)。
②硬件接线完毕后,检查USB口通讯连线和实验箱电源后，运行上位机软件程序,如果有问题请求指导教师帮助。
③进入LabVIEW实验界面后，先对显示进行设置：选择显示模式（在LabVIEW图形控件的右边），可先选择“X-t模式”，或选择“X-Y模式”，或同时显示两种模式.在两种不同显示方式下都观察一下非线性的特性；选择“T/DIV量程”（在实验界面的右边框里）为1HZ/1S。
在选择显示模式为“X-t模式”时。
④进行实验设置，先选择“测试信号”为正弦波，然后设置信号的幅值5（不是唯一的，可根据实验曲线调整大小），“测试信号”也可以为周期斜坡信号，显示模式可以同时用两种显示模式显示非线性静特性，也可以按照需要选择任一种显示模式，如“X-T 模式”或者是“X-Y 模式”。
对“正弦波”：选择“幅值”为“5V”，选择“偏移”为0V，选择“T/DIV”为“1HZ/1S”。
对“周期斜坡信号”：选择“幅值”为“10V”，选择“偏移”为－5V，选择“T/DIV”为“1HZ/1S”。
⑤以上设置完成后，按照上面的步骤④设置好信号后，点击“下载数据”按钮，将设置的测试信号发送到数据采集系统。
按“开始”按钮启动实验，动态波形得到显示，直至周期反应过程结束，实验也自动结束，如设置合理就可以在主界面中间得到反映该非线性环节静态特性的波形。
注意，采用不同测试信号看到的波形或曲线是不同的。
⑥改变环节参数，按“开始”启动实验，动态波形得到显示，直至周期反应过程结束，实验也自动结束，如设置合理就可以在主界面中间得到反映参数改变对该非线性环节静态特性影响的波形。
，⑦按实验报告需要，将图形结果保存为位图文件，操作方法参阅软件使用说明书。
3.1.2饱和型非线性环节的模拟电路从图2-2-1和图2-2-2可知，利用实验箱上的单元U7即可获得实验所需饱和型非线性环节的模拟电路。
单元电路中双向稳压管的稳压值为2.4V，改变U7中的电位器的电阻接入值，即可改变饱和特性参数K与M，K与M随阻值减小而减小。
可利用周期斜坡或正弦信号测试非线性环节的静态特性，具体操作方法请参阅本实验步骤1，这里不再赘述。
3.1.3具有死区特性的非线性环节的模拟电路从图2-3-1和图2-3-2可知，利用实验箱上的单元U5，将该单元中的拨键S4拨向上方即可获得实验所需具有死区特性的非线性环节的模拟电路。
改变U5中的电阻Rf的阻值，即可改变死区特性线性部分斜率K，K随Rf增大而增大。
改变U5中的电阻R1（＝R2）的阻值，即可改变死区特性死区的宽度Δ，Δ随R1增大而增大。
可利用周期斜坡或正弦信号测试非线性环节的静态特性，具体操作方法请参阅本实验步骤1，这里不再赘述。
3.1.4具有间隙特性的非线性环节的模拟电路参阅本实验附录4,从图2-4-1和图2-4-2可知，利用实验箱上的单元U5，将该单元中的拨键S4拨向下方即可获得实验所需具有间隙特性的非线性环节的模拟电路。
改变U5中的电容Cf的阻值，即可改变间隙特性线性部分斜率K，K随Cf增大而减小。
改变U5中的电阻R1（＝R2）的阻值，即可改变死区特性死区的宽度Δ，Δ随R1增大而增大。
可利用周期斜坡或正弦信号测试非线性环节的静态特性，具体操作方法请参阅本实验步骤1，这里不再赘述。
3.2MATLAB、multisim电路仿真3.2.1利用Multisim绘制电路原理图单击place basic弹出命令窗，在目录下搜索resistor,使用10K电阻，放置于绘图区；在菜单栏单击place TTL放置opamp_3t_virtual运放；在右侧菜单栏点击function generator放置信号源，选中正弦波信号，选择oscilloscope放置示波器；用两个相对的稳压管串联代替原理图中的电位器，按图3-2-1链接导线。