Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Как продвинуть сайт на первые места?
    Вы создали или только планируете создать свой сайт, но не знаете, как продвигать? Продвижение сайта – это не просто процесс, а целый комплекс мероприятий, направленных на увеличение его посещаемости и повышение его позиций в поисковых системах.
    Ускорение продвижения
    Если вам трудно попасть на первые места в поиске самостоятельно, попробуйте технологию Буст, она ускоряет продвижение в десятки раз, а первые результаты появляются уже в течение первых 7 дней. Если ни один запрос у вас не продвинется в Топ10 за месяц, то в SeoHammer за бустер вернут деньги.
    Начать продвижение сайта
  • Применение метода ММА к колебательным системам Вопрос 8






    Вернёмся к самому простому RLC резонансному контуру (рис. 22). Колебания в нём описываются следующим уравнением

    .

    Введём безразмерное время t = w 0 t; после дифференцирования по этой переменной, получим

    , где . (3.22)

    Будем решать уравнение в форме (3.15), т. е. через амплитуду и фазу. В этом случае, с учётом (3.16), будет

    .

    Подставляя в укороченные уравнения (3.20) мы получаем

    ;

    .

    Эти укороченные уравнения легко интегрируются:

    ;   .

    Следовательно, колебательный процесс в контуре описывается функцией

    , (3.23)

    или в размерном времени

    . (3.24)

    Можно, конечно, искать решение уравнения (3.2) методом Лапласа в виде x (t) = X 0 ept, тогда характеристическое уравнение имеет вид

    ,

    корни которого легко найти

    ,

    т. е. общее решение можно записать так

    , где . (3.25)

    Сравним теперь решения, полученные разными методами - методом ММА и общим методом Лапласа, т. е. (3.24) и (3.25). Как видно, амплитуда меняется одинаково, а частота определена неправильно: метод ММА говорит, что колебания будут с частотой w 0, хотя точное решение даёт небольшой сдвиг частоты. Дело в том, что мы сами задаём с самого начала, что колебания будут с частотой w 0 введением безразмерного времени, т. е. что заложили, то и получили. Мы можем, в принципе, задавать и произвольную частоту w.

    Рассмотрим нелинейный контур с конденсатором с сегнетоэлектриком в пренебрежении затуханием (рис. 19). Запишем (2.20) вместе с (2.19):

    .

    Введём x = q / q 0, где q 0 - некоторый заряд, соответствующий ожидаемой максимальной амплитуде колебаний в контуре, тогда наше уравнение примет вид

    , где .

    Введём новый масштаб времени t = wt, где w не обязательно совпадает с w 0. С учётом этой подстановки

    .

    Вводя обозначение , , получим

    .

    Учитывая, что мы ограничиваемся случаем | x | < < 1 и g < < 1 (частота колебаний мало отличается от частоты собственных колебаний), можно, отбрасывая член второго порядка малости, приближённо записать

    .

    Это уравнение принадлежит к типу , и к нему можно применить метод ММА. Используем вариант с медленно меняющимися амплитудами u и v (представление (3.13)), тогда укороченные уравнения, с учётом (3.9), будут иметь вид

    ;

    .

    Так как нет диссипации, то мы можем сказать, что . Это возможно в случае, если x = 0. Из этого следует, что w = w 0, т. е. мы теряем неизохронность колебаний (аналогично было в методе последовательных приближений). Таким образом, метод ММА не позволяет найти сдвиг частоты в контуре с квадратичной нелинейностью. Это связано с тем, что метод ММА - метод первого порядка. Чтобы этого избежать, необходимо взять вторые гармоники ряда Фурье.

    Рассмотрим колебательный контур с малым нелинейным затуханием, т. е. RLC контур (рис. 22). Рассмотрим колебания с постоянными L и C, но с сопротивлением R (i), зависящим от тока по закону R = R 0(1 + g 0 i 2). Это соотношение качественно передаёт зависимость омического сопротивления проводников от протекающего через них тока за счёт их нагрева.

    Составим уравнение движения в этом контуре

    .

    Вводя, как обычно, новые переменные x = q / q 0 и t = w 0 t, где , получим уравнение

    , где , .

    При малом затухании, когда для приближённого решения задачи можно применить метод ММА. Тогда исходное уравнение удобно записать в виде

    .

    Используя (3.15) и (3.16) для X и q имеем укороченные уравнения

    ;

    .

    Первое из этих уравнений домножим на 2 X и сделаем замену y = X 2, тогда

    .

    После преобразований получаем:

    .

    Это уравнение легко интегрируется:

    , или ,

    где D - постоянная, определяемая из начальных условий. Если в начальный момент при t = 0 X (0) = X 0, то

    .

    Полученное соотношение для X выражает закон уменьшения амплитуды колебаний в исследуемом нелинейном контуре, начиная от исходного значения X 0.

    Отметим также, что, как следует из проведённого рассмотрения, величиной, определяющей ход процесса, является амплитуда колебаний, а фаза колебаний не играет никакой роли. Это обстоятельство вполне понятно, так как характер движения задаётся исходным запасом колебательной энергии, сообщённой контуру вначале процесса, а фаза колебаний никак не определяет ход колебания - соответствующим выбором произвольного для автономной системы начала отсчёта времени фазу можно сделать любой.







    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.