шпаргалка

Вынужденные колебания под действием гармонической внешней силы. Процесс установления колебаний. Амплитудно-частотные и фазо-частотные кривые. Резонанс.

[ Назад ]

Вынужденные колебания под действием гармонической внешней силы. Если на систему постоянно действует постоянно меняющаяся внешняя, зависящая от времени сила, то такие колебания наз. вынужденными.

mx''=-Dx-?x'+F0cos?t

x''+2?x'+?02x=(F0/m)cos?t

Процесс установления колебаний

Каковы бы ни были условия в момент начала действия внешней силы, осциллятор будет совершать одни и те же установившиеся гармонические колебания. Процесс установления колебаний называется переходным режимом. Он происходит потому, что с течением времени затухнут собственные колебания. Время установления колебаний определяется временем затухания колебаний, которые имелись в момент начала действия силы - ? = 1/?. Даже если начальных колебаний не было, то все равно время установления будет тем же.

a) малые частоты: ????0, ?0А=(F0/m)sin?t, A(t)=( F0/m ?02)sin?t =( F0/k) sin?t

б) большие частоты: ????0, ??(F0/m)sin?t, А=(F0/m?2)sin(?t-?)

в) резонанс: ???0: Рассмотрим подробнее именно этот режим. С этой целью перепишем уравнение в комплексном виде:

(12.29)

а его частное решение будем искать в виде

(t)=A . (12.30)

Реальная часть этого решения будет решением уравнения (12.27)(вместо в 12.29. cos wt) Подставляя (12.30) в (12.29), получаем



Из условия стационарности решения (независимости его от времени) следует, что ?=?, откуда



A есть комплексное число, которое удобно представить в экспоненциальном виде A=x+iY=Ao . Тогда модуль А будет Aо= , а его фаза tg?=Y/X. .Получаем

, tg ? = (2??)/(?02-?2).



АЧХ и ФЧХ. Резонанс.

АЧХ-кривая,описывающая зависимость амплитуды вынужденных установившихся колебаний от частоты внешней силы.

ФЧХ-то же для разности фаз вынужденных колебаний и внешней силы. резонанс: ???0

А=А0sin(?0t+?)

?+?02A=0

2??=(F0/m)sin?0t

A=(F0/2m??0)sin(?t-?/2)

A0=F0/2m??0=( F0/m?02)*(?0/2?)=(F0/k)*Q



tg ? = (2??)/(?02-?2)

?(?0-?)/?? ?? 1



(?02-?2)2 = (?0-?)2*(?0+?)2 ; ?0+? ? 2? ; 4?2?2 ? 4?2?02

? Формула Лоренца

?? = 2?=?0/Q - ширина резонансной кривой.

??? ? дектремент затухания.

??(?02-?2)1/2.



КАТЕГОРИИ:

Network | английский | архитектура эвм | астрономия | аудит | биология | вычислительная математика | география | Гражданское право | демография | дискретная математика | законодательство | история | квантовая физика | компиляторы | КСЕ - Концепция современного естествознания | культурология | линейная алгебра | литература | математическая статистика | математический анализ | Международный стандарт финансовой отчетности МСФО | менеджмент | метрология | механика | немецкий | неорганическая химия | ОБЖ | общая физика | операционные системы | оптимизация в сапр | органическая химия | педагогика | политология | правоведение | прочие дисциплины | психология (методы) | радиоэлектроника | религия | русский | сертификация | сопромат | социология | теория вероятностей | управление в технических системах | физкультура | философия | фотография | французский | школьная математика | экология | экономика | экономика (словарь) | язык Assembler | язык Basic, VB | язык Pascal | язык Си, Си++ |