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
Фазовые траектории линейной системы второго порядка. Типы особых точек.Пусть система описывается линейным дифференциальным уравнением второго порядка с постоянными коэффициентами
Обозначая, как и выше,
из уравнения (8.48) имеем
Разделив уравнение (8.50) на (8.49), получим
Согласно выражению (8.51), на фазовой плоскости Сделаем в уравнении (8.51) замену переменных
Дифференцируя выражение (8.52) имеем
Подставляя выражения (8.52) и (8.53) в (8.51), получаем уравнение с разделяющимися переменными:
Разлагая знаменатель левой части на множители, находим
где
В общем интеграле уравнения (8.55) заменим 1. Пусть корни чисто мнимые:
Интегрируя это уравнение, находим
Обозначая
с полуосями 2. Пусть
Рис. 8.13. Периодический процесс (а) и фазовые траектории центра (б) процесса, то фазовую траекторию можно построить и не прибегая к интегрированию уравнений. В рассматриваемом случае для этого достаточно снять с графика процесса соответствующие друг другу значения
Рис. 8.14. Затухающий колебательный процесс (а) и фазовая траектория устойчивого фокуса (б) В точке А координата
Рис. 8.15. Расходящийся колебательный процесс (а) и фазовая траектория неустойчивого фокуса (б) 3. Пусть корни уравнения (8.56) — комплексные с положительными вещественными частями. Тогда процесс 4. Пусть корни уравнения (8.56) — вещественные отрицательно. в этом случае процесс Процессу с перерегулированием соответствует вливающаяся в начало координат траектория, при движении вдоль которой
Рис. 8.16. Апериодические затухающие процессы (а) фазовые траектории устойчивого узла (б)
Рис. 8.17. Апериодические расходящиеся процессы (а) и фазовые траектории неустойчивого узла (б) 5. Если корни уравнения (8.56) — вещественные положительные, то переходный процесс будет апериодическим расходящимся (рис. 8.17, а). Этому процессу соответствует фазовая траектория, выходящая из начала координат и удаляющаяся в бесконечность (рис. 8.17, б). Начало координат фазовой плоскости представляет здесь особую точку, называемую неустойчивым узлом.
Рис. 8.18. Фазовые траектории седла 6. Пусть, наконец, уравнение (8.56) имеет вещественные корни разных знаков. В этом случае особая точка называется седлом; в нее входят две и из нее выходят две траектории, остальные траектории с ней не касаются (рис. 8.18). Пусть теперь исходная система уравнений имеет вид
где
причем будем полагать выполненным неравенство
Французский математик А. Пуанкаре показал, что нелинейная система (8.60) имеет особую точку
|
1 |
Оглавление
|