【正确答案】解：在图中，非线性元件特性的数学表达式为 （1） （2） 系统在大误差信号时，具有大的增益；而在校误差信号时，具有小的增益。采用这种非线性放大器后，在小振幅高频率的噪声作用下，系统运行与小增益状态，噪声的影响将会受到限制；当大幅值的控制信号输入时，系统运行在大增益状态，控制信号将得到正常的传输。 增益的改变可以通过电子电路来实现。 系统方程为 （3） 又，则式（3）变为 （4） 设系统开始处于零初始状态，，对于阶跃输入信号，，由式（4）得到 （5） 将式（1）和式（2）分别代入上式得 （6） （7） 选择参数，使之满足 （8） 开关线把相平面分成三个区域，如图所示。三个区的奇点都在原点，但Ⅰ区的奇点是实奇点，稳定的节点。 当，起始点为 系统处于欠阻尼情况，此时的相轨迹由A点开始，以螺旋线形状卷向原点，由于奇点为稳定的焦点。如图AB段。 当运动状态进入时 处于过阻尼情况，此时相轨迹到达B点，且以稳定节点的曲线形式趋向原点，如图BC。CD段系统处于欠阻尼情况，DE段系统处于过阻尼情况……如此继续下去，给出给定非线性系统的相轨迹如图中ABCDEFO。对于阶跃输入信号，系统稳态误差为零。