Главная > Вибрации в технике, Т. 2. Колебания нелинейных механических систем
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

7. СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ МЕТОД

Стробоскопический метод, предложенный Н. Минорским (81], основаи на идеях, близких как к идеям асимптотических методов и методов разделения движений, так и метода точечных отображений [12]. Эти идеи состоят в следующем. Пусть изучается колебательный процесс, близкий к периодическому процессу, имеющему некоторый, быть может, заранее неизвестный период Будем наблюдать этот процесс в фазовом пространстве системы как бы в стробоскопическом освещении, т. е. в дискретные моменты времени, отстоящие на промежутки времени Если бы процесс был строго периодичен, то изображающая (фазовая) точка (назовем ее стробоскопической точкой) казалась бы неподвижной. Если же процесс, например, близок к асимптотически устойчивому периодическому, то мы увидим эту точку «медленно» перемещающейся по направлению к точке отвечающей строго периодическому процессу (рис. 23). Естественно ожидать, что если бы удалось получить уравнения, описывающие траекторию не самого изучаемого движения, а движения стробоскопической точки (стробоскопические уравнения), то эти уравнения, во-первых, оказались бы проще исходных и, во-вторых, позволили бы изучать характеристики движения, представляющие, как правило, основной интерес. Указанные стробоскопические уравнения действительно удается построить, по крайней мере в случаях, когда исходные дифференциальные уравнения близки к точно интегрируемым, в частности — к линейным уравнениям с постоянными коэффициентами. Существенно, что при этом вместо неавтономной системы с -периодическими правыми частями получается автономная система.

Рис. 23

Рассмотрим систему

относительно которой будем предполагать, что она близка к линейной автономной, причем малый параметр характеризует степень этой близости, а есть -периодическпе функции Тогда посредством введения новых переменных

эту систему часто удается преобразовать к виду

где периодические функции с периодом При получаем движение изображающей точки постоянные, определяемые начальными условиями), отвечающее ее равномерному вращению по окружности радиуса

При разыскивая решение в виде рядов по целым положительным степеням в, находим:

где

Отсюда

причем

Таким образом смещения стробоскопической точки за период

Если ввести элемент «стробоскопического времени» то последним, в сущности, конечно-разностным уравнениям будут отвечать следующие стробоскопические дифференциальные уравнения

которые уже являются автономными Эти стробоскопические уравнения совпадают с уравнениями, получаемыми методом усреднения, заметим также, что рассмотрение точек, отстоящих на время по существу означает изучение соответствующего точечного отображения (см. пп 4 и 5).

Пример 1. Неавтономная система — уравнение Матье Произведя в уравнении Матье

замену приходим к уравнениям

Для этих уравнений

и соответствующие стробоскопические уравнения имеют вид

Пример 2. Автономная система — уравнение Ван дер Поля В случае уравнения Ван-дер Поля

путем той же замены приходим к системе

стробоскопическими уравнениями для которой будут

1
Оглавление
email@scask.ru