¿Por qué una señal grande puede hacer que un sistema condicionalmente estable sea inestable?

'límites de señal grandes' se refiere a efectos no lineales, como saturación (o 'límite'), donde la ganancia del bucle se reduce esencialmente ya que la ganancia del elemento de saturación disminuye efectivamente a medida que aumenta la amplitud de la señal de entrada; es decir, la amplitud de entrada aumenta pero la amplitud de salida permanece en su límite, por lo tanto, la ganancia se reduce.

Cuando el circuito está funcionando a ganancia de diseño, es estable.

Si algún amplificador está saturado debido a una sobrecarga o como están durante el encendido cuando el voltaje de su carril es muy bajo, la ganancia es menor y el bucle se vuelve inestable. Un peligro es que la inestabilidad durante el encendido produce sobrecargas, lo que mantiene la ganancia baja y la inestabilidad. Otro peligro es que puede ocurrir una sobrecarga, tal vez debido a que se ingresa algo al sistema de forma transitoria, lo que hace que el sistema oscile entre las paradas finales.

Un sistema condicionalmente estable necesita algún mecanismo para detectar la sobrecarga y restablecer la operación a la región estable.

El texto del cuadro rojo se refiere a los cambios en la carga (no es una "señal grande" según el OP), por lo que mi respuesta es un intento de mostrar cómo el cambio de fase puede cambiar de manera problemática cuando las cargas se agregan a la salida de un control de modo actual regulador de voltaje de bucle. Para esto estoy usando una ganancia de 1000 y una etapa de salida de paso bajo formada por una resistencia de 10 ky un condensador de salida de 1 uF: -

A medida que cambia la carga, la respuesta de fase se desplaza en una frecuencia más alta (como se puede ver) y, si el bucle de control dependía de que el desplazamiento de fase se acercara significativamente a un retraso de 90 grados para la estabilidad (en el punto de ganancia de 0 dB) luego, a medida que se agrega la carga, esto puede causar más inestabilidad o menos inestabilidad dependiendo de la configuración del sistema de control.