Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Харькин 10 вариант

.doc
Скачиваний:
22
Добавлен:
06.04.2017
Размер:
686.59 Кб
Скачать

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

q(A)

q'(A)

Uz(A)

Vz(A)

8,01

3,142821

-0,238137

-0,316369

-0,023972

8,02

3,140769

-0,237543

-0,316582

-0,023944

8,03

3,138714

-0,236952

-0,316796

-0,023916

8,04

3,136656

-0,236363

-0,317011

-0,023888

8,05

3,134595

-0,235776

-0,317226

-0,023861

8,06

3,132531

-0,235191

-0,317441

-0,023834

8,07

3,130464

-0,234609

-0,317657

-0,023806

8,08

3,128395

-0,234028

-0,317874

-0,023779

8,09

3,126323

-0,23345

-0,318091

-0,023753

8,1

3,124248

-0,232874

-0,318309

-0,023726

8,2

3,103366

-0,227229

-0,320512

-0,023468

8,3

3,082279

-0,221787

-0,322764

-0,023225

8,4

3,061034

-0,216537

-0,32506

-0,022995

8,5

3,039674

-0,211472

-0,327398

-0,022777

8,6

3,018236

-0,206583

-0,329774

-0,022571

8,7

2,996755

-0,201861

-0,332187

-0,022376

8,8

2,97526

-0,1973

-0,334634

-0,022191

8,9

2,953777

-0,192891

-0,337112

-0,022014

9

2,932332

-0,188628

-0,33962

-0,021847

9,1

2,910943

-0,184505

-0,342157

-0,021687

9,2

2,889632

-0,180516

-0,34472

-0,021535

9,3

2,868413

-0,176655

-0,347308

-0,021389

9,4

2,847302

-0,172916

-0,349919

-0,021251

9,5

2,826311

-0,169295

-0,352553

-0,021118

9,6

2,805452

-0,165786

-0,355208

-0,020991

9,7

2,784736

-0,162386

-0,357884

-0,020869

9,8

2,76417

-0,159089

-0,360578

-0,020753

9,9

2,743763

-0,155891

-0,36329

-0,020641

10

2,723521

-0,152789

-0,36602

-0,020534

10,1

2,70345

-0,149778

-0,368766

-0,020431

10,2

2,683555

-0,146856

-0,371527

-0,020332

10,3

2,66384

-0,144018

-0,374304

-0,020236

10,4

2,644309

-0,141262

-0,377094

-0,020145

10,5

2,624964

-0,138584

-0,379899

-0,020057

10,6

2,605808

-0,135981

-0,382716

-0,019972

10,7

2,586843

-0,133452

-0,385545

-0,01989

10,8

2,56807

-0,130992

-0,388387

-0,019811

10,9

2,54949

-0,128599

-0,39124

-0,019735

11

2,531105

-0,126272

-0,394104

-0,019661

11,1

2,512913

-0,124007

-0,396978

-0,01959

11,2

2,494916

-0,121802

-0,399862

-0,019521

11,3

2,477113

-0,119656

-0,402756

-0,019455

11,4

2,459504

-0,117566

-0,405659

-0,019391

11,5

2,442088

-0,11553

-0,408571

-0,019329

11,6

2,424865

-0,113547

-0,411492

-0,019269

11,7

2,407833

-0,111614

-0,414421

-0,01921

11,8

2,390991

-0,10973

-0,417358

-0,019154

11,9

2,374338

-0,107894

-0,420302

-0,019099

12

2,357872

-0,106103

-0,423254

-0,019046

12,1

2,341593

-0,104357

-0,426213

-0,018995

12,2

2,325498

-0,102653

-0,429179

-0,018945

12,3

2,309586

-0,100991

-0,432152

-0,018897

12,4

2,293855

-0,099368

-0,435131

-0,01885

12,5

2,278303

-0,097785

-0,438116

-0,018804

12,6

2,262929

-0,096239

-0,441107

-0,01876

12,7

2,247731

-0,094729

-0,444104

-0,018716

12,8

2,232706

-0,093255

-0,447107

-0,018675

12,9

2,217853

-0,091815

-0,450115

-0,018634

13

2,20317

-0,090408

-0,453128

-0,018594

13,1

2,188655

-0,089033

-0,456147

-0,018556

13,2

2,174305

-0,087689

-0,45917

-0,018518

13,3

2,160119

-0,086375

-0,462199

-0,018482

13,4

2,146094

-0,085091

-0,465231

-0,018446

13,5

2,132229

-0,083835

-0,468269

-0,018411

13,6

2,118522

-0,082606

-0,471311

-0,018378

13,7

2,104971

-0,081405

-0,474357

-0,018345

13,8

2,091572

-0,080229

-0,477407

-0,018313

13,9

2,078326

-0,079079

-0,480461

-0,018281

14

2,065229

-0,077953

-0,483519

-0,018251

14,1

2,052279

-0,076852

-0,486581

-0,018221

14,2

2,039475

-0,075773

-0,489646

-0,018192

14,3

2,026814

-0,074717

-0,492716

-0,018164

14,4

2,014295

-0,073683

-0,495788

-0,018136

14,5

2,001915

-0,07267

-0,498864

-0,018109

14,6

1,989673

-0,071678

-0,501944

-0,018083

14,7

1,977567

-0,070706

-0,505026

-0,018057

14,8

1,965595

-0,069754

-0,508112

-0,018032

14,9

1,953755

-0,068821

-0,511201

-0,018007

15

1,942045

-0,067906

-0,514292

-0,017983

15,1

1,930463

-0,06701

-0,517387

-0,017959

15,2

1,919008

-0,066131

-0,520485

-0,017936

15,3

1,907677

-0,065269

-0,523585

-0,017914

15,4

1,89647

-0,064424

-0,526688

-0,017892

15,5

1,885383

-0,063596

-0,529793

-0,01787

15,6

1,874416

-0,062783

-0,532902

-0,017849

15,7

1,863568

-0,061986

-0,536012

-0,017829

15,8

1,852835

-0,061204

-0,539125

-0,017809

15,9

1,842217

-0,060436

-0,542241

-0,017789

16

1,831711

-0,059683

-0,545359

-0,01777

17

1,732529

-0,052868

-0,576654

-0,017597

18

1,643023

-0,047157

-0,608133

-0,017454

19

1,561936

-0,042324

-0,639761

-0,017336

20

1,488194

-0,038197

-0,671513

-0,017236

21

1,420887

-0,034646

-0,703368

-0,01715

22

1,359239

-0,031568

-0,735309

-0,017077

23

1,302588

-0,028883

-0,767325

-0,017014

24

1,250367

-0,026526

-0,799406

-0,016959

25

1,202089

-0,024446

-0,831542

-0,016911

26

1,157333

-0,022602

-0,863726

-0,016868

27

1,115736

-0,020959

-0,895953

-0,01683