Харькин 10 вариант
.doc
При построении видно, что фазовые траектории сходятся близко. Состыковываем по линиям переключения друг с другом фазовые траектории каждого из участков и получаем фазовый портрет.
В нашем случае фазовые траектории сходятся к замкнутому контуру. Здесь имеет место устойчивый предельный цикл. Это означает, что в системе имеют место автоколебания. Определим их параметры, т.е. амплитуду и частоту:
Амплитуда их определяется точкой пересечения предельного цикла с осью x: тогда A= 5
Частоту находим из точки пересечения предельного цикла с осью y: Это произведение Aw=0,5 => w=0,5/5=0,1
Метод гармонической линеаризации
(гармонического баланса)
Базируясь на свойстве фильтра линейной части системы, периодическое решение нелинейной системы ищется приближенно в виде x = A sinωt . После гармонической линеаризации нелинейности ее передаточная функция имеет вид ,
а амплитудно- фазовая характеристика Wн(A) = q(A) + jq’ (A).
Периодическое решение линеаризованной системы получается при наличии в характеристическом уравнении пары чисто мнимых корней. А это по критерию Найквиста соответствует прохождению АФХ разомкнутой системы через точку (– 1, 0j).
Следовательно, периодическое решение определяется равенством Wл(jω) Wн(A) = - 1, или Wл(jω) = - 1 / Wн(A).
Последнее уравнение определяет искомые амплитуду А и частоту ω периодического решения. Это уравнение графически можно решить следующим образом. На комплексной плоскости (U,V) строится амплитудно-фазовая частотная характеристика линейной части Wл(jω) , а также обратная амплитудно-фазовая характеристика нелинейного звена с обратным знаком - 1/ Wн(A). Точка их пересечения и определяет величину А и ω, причем значение А отсчитывается по кривой - 1/ Wн(A), а значение ω – по кривой Wл(jω).
Для линейной части исследуемой системы передаточная функция и амплитудно -фазовая характеристика имеют вид:
Частота |
Ulin(w) |
Vlin(w) |
0,01 |
-5,192878 |
-18,54599 |
0,02 |
-4,263094 |
-7,612667 |
0,03 |
-3,283302 |
-3,908693 |
0,04 |
-2,484031 |
-2,217885 |
0,05 |
-1,891892 |
-1,351351 |
0,06 |
-1,465048 |
-0,872052 |
0,07 |
-1,156642 |
-0,590124 |
0,08 |
-0,930604 |
-0,415448 |
0,09 |
-0,761863 |
-0,302327 |
0,1 |
-0,633484 |
-0,226244 |
0,11 |
-0,534025 |
-0,173385 |
0,12 |
-0,45567 |
-0,135616 |
0,13 |
-0,392993 |
-0,107965 |
0,14 |
-0,342164 |
-0,087287 |
0,15 |
-0,300429 |
-0,071531 |
0,16 |
-0,265776 |
-0,059325 |
0,17 |
-0,23671 |
-0,049729 |
0,18 |
-0,212108 |
-0,042085 |
0,19 |
-0,191111 |
-0,035923 |
0,2 |
-0,173053 |
-0,030902 |
0,21 |
-0,157417 |
-0,026772 |
0,22 |
-0,14379 |
-0,023343 |
0,23 |
-0,131847 |
-0,020473 |
0,24 |
-0,121321 |
-0,018054 |
0,25 |
-0,112 |
-0,016 |
0,26 |
-0,103707 |
-0,014245 |
0,27 |
-0,096297 |
-0,012738 |
0,28 |
-0,089649 |
-0,011435 |
0,29 |
-0,083664 |
-0,010303 |
0,3 |
-0,078256 |
-0,009316 |
0,31 |
-0,073354 |
-0,008451 |
0,32 |
-0,068896 |
-0,007689 |
0,33 |
-0,064832 |
-0,007016 |
0,34 |
-0,061115 |
-0,00642 |
0,35 |
-0,057708 |
-0,005889 |
0,36 |
-0,054577 |
-0,005414 |
0,37 |
-0,051694 |
-0,00499 |
0,38 |
-0,049033 |
-0,004608 |
0,39 |
-0,046571 |
-0,004265 |
0,4 |
-0,04429 |
-0,003954 |
0,41 |
-0,042172 |
-0,003673 |
0,42 |
-0,040202 |
-0,003419 |
0,43 |
-0,038366 |
-0,003187 |
0,44 |
-0,036653 |
-0,002975 |
0,45 |
-0,035053 |
-0,002782 |
0,46 |
-0,033554 |
-0,002605 |
0,47 |
-0,03215 |
-0,002443 |
0,48 |
-0,030831 |
-0,002294 |
0,49 |
-0,029592 |
-0,002157 |
0,5 |
-0,028426 |
-0,00203 |
0,51 |
-0,027328 |
-0,001914 |
0,52 |
-0,026292 |
-0,001806 |
0,53 |
-0,025314 |
-0,001706 |
0,54 |
-0,024389 |
-0,001613 |
0,55 |
-0,023514 |
-0,001527 |
0,56 |
-0,022685 |
-0,001447 |
0,57 |
-0,021899 |
-0,001372 |
0,58 |
-0,021153 |
-0,001303 |
0,59 |
-0,020445 |
-0,001238 |
0,6 |
-0,019771 |
-0,001177 |
0,61 |
-0,01913 |
-0,00112 |
0,62 |
-0,01852 |
-0,001067 |
0,63 |
-0,017939 |
-0,001017 |
0,64 |
-0,017384 |
-0,00097 |
0,65 |
-0,016855 |
-0,000926 |
0,66 |
-0,01635 |
-0,000885 |
0,67 |
-0,015867 |
-0,000846 |
0,68 |
-0,015405 |
-0,000809 |
0,69 |
-0,014963 |
-0,000774 |
0,7 |
-0,014539 |
-0,000742 |
0,71 |
-0,014134 |
-0,000711 |
0,72 |
-0,013745 |
-0,000682 |
0,73 |
-0,013372 |
-0,000654 |
0,74 |
-0,013014 |
-0,000628 |
0,75 |
-0,01267 |
-0,000603 |
0,76 |
-0,012339 |
-0,00058 |
0,77 |
-0,012021 |
-0,000558 |
0,78 |
-0,011716 |
-0,000536 |
0,79 |
-0,011422 |
-0,000516 |
0,8 |
-0,011139 |
-0,000497 |
0,81 |
-0,010866 |
-0,000479 |
0,82 |
-0,010603 |
-0,000462 |
0,83 |
-0,010349 |
-0,000445 |
0,84 |
-0,010105 |
-0,00043 |
0,85 |
-0,009869 |
-0,000415 |
0,86 |
-0,009641 |
-0,0004 |
0,87 |
-0,009421 |
-0,000387 |
0,88 |
-0,009209 |
-0,000374 |
0,89 |
-0,009003 |
-0,000361 |
0,9 |
-0,008804 |
-0,000349 |
0,91 |
-0,008612 |
-0,000338 |
0,92 |
-0,008426 |
-0,000327 |
0,93 |
-0,008246 |
-0,000317 |
0,94 |
-0,008072 |
-0,000307 |
0,95 |
-0,007903 |
-0,000297 |
0,96 |
-0,00774 |
-0,000288 |
0,97 |
-0,007581 |
-0,000279 |
0,98 |
-0,007428 |
-0,000271 |
0,99 |
-0,007278 |
-0,000263 |
1 |
-0,007134 |
-0,000255 |
Коэффициенты гармонической линеаризации имеют для рассматриваемой нелинейности следующие значения:
где A - амплитуда входного сигнала.
Задаваясь значениями А > a вычисляют значения вещественной и мнимой составляющей характеристики Zн (А) = 1/ Wн(A). Данные вычислений заносятся в таблицу 3
Амплитуда
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|