Применение метода, упрощающего обратное преобразование Лапласа при исследовании динамики колебательных систем. Золотарев И.Д. - 41 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

81
В табл. 10.2 показана последовательность действий при ана-
лизе системы спектральным методом и при применении операци-
онного исчисления. Из сопоставления этих двух путей анализа
следует их глубокое родство.
Таблица 10.2
Анализ
Дано: )(tf ; дифференциальное уравнение или структура схемы.
Требуется найти:
)(ty
Спектральный метод Операционное
исчисление
1. Ищем спектральную плотность
)}({)( tfFjS
f
=
ω
2. Из дифференциального
уравнения или схемы находим
)(
ω
jK
3. Определяем спектр
)()()(
ωωω
jSjKjS
fy
=
4. Ищем отклик системы
)(ty
{
}
{
}
)()()()(
ωωω
jSjKfjSfty
fy
11
==
1. Находим изображение
)}({)( tfLpf =
2. Из дифференциального
уравнения или схемы ищем
)( pK
3. Определяем изображение
)()()( pfpKpy =
4. Ищем отклик системы
)(ty
{
}
{
}
)()()()(
11
pfpKLpyLty
==
В табл. 10.3 для сопоставления спектрального метода и опе-
рационного исчисления дана последовательность действий при
решении задачи синтеза системы. Из этой таблицы также видно
единство этих обоих методов. Поскольку задача синтеза неодно-
значна, выбор конкретного построения синтезируемого радио-
электронного устройства определяется существующей элементной
базой и технико-технологическим заделом.
Иногда для аналитических исследований
считается доста-
точным, если результатом синтеза является нахождение диффе-
ренциального уравнения системы, решением которого будет за-
данный отклик системы
)(ty на определенное возмущение )(tf .
Как передаточная (или частотная) характеристики могут быть
найдены из дифференциального уравнения системы (табл. 10.1),
82
так и дифференциальное уравнение может быть получено по этим
характеристикам [1]. При этом, как уже отмечалось, между ДУС и
ее характеристиками
)( pK и )(
ω
jK
существует единственная
связь.
Таблица 10.3
Синтез
Дано: )(tf , )(ty . Следует найти дифференциальное уравнение,
схемы или
)( pK , или )(
ω
jK
. В конечном счете требуется най-
ти схему, реализующую переход
)()( tytf
Спектральный метод Операционное исчисление
1. Ищем спектры
)(),(
ωω
jSjS
yf
)}({)(
)},({)(
tyFjS
tfFjS
y
f
=
=
ω
ω
2. Определяем частотную
характеристику
)(
)(
)(
ω
ω
ω
jS
jS
jK
f
y
=
3. По найденному
)(
ω
jK
синтезируется система
1. Ищем изображения
)(),( pypf
)}({)(
)},({)(
tyLpy
tfLpf
=
=
2. Определяем передаточную
характеристику
)(
)(
)(
pf
py
pK =
3. По найденному
)( pK
синтезируется схема
Задача синтеза в отличие от задачи анализа неоднознач-
на. Один и тот же оператор может быть реализован различным
построением схем.
11. МЕТОД, УПРОЩАЮЩИЙ ВЫПОЛНЕНИЕ
ОБРАТНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЛАПЛАСА
11.1. Постановка задачи
При применении операционного исчисления для интегриро-
вания линейных дифференциальных уравнений наиболее трудо-
емкой операцией обычно является выполнение обратного преоб-
разования Лапласа. Особенно возрастает трудоемкость при иссле-
      В табл. 10.2 показана последовательность действий при ана-                             так и дифференциальное уравнение может быть получено по этим
лизе системы спектральным методом и при применении операци-                                  характеристикам [1]. При этом, как уже отмечалось, между ДУС и
онного исчисления. Из сопоставления этих двух путей анализа                                  ее характеристиками K ( p) и K ( jω ) существует единственная
следует их глубокое родство.                                                                 связь.
                                                                                                                                                            Таблица 10.3
                                                                       Таблица 10.2
                                            Анализ                                                                               Синтез
 Дано: f (t ) ; дифференциальное уравнение или структура схемы.                               Дано: f (t ) , y (t ) . Следует найти дифференциальное уравнение,
 Требуется найти: y (t )                                                                      схемы или K ( p) , или K ( jω ) . В конечном счете требуется най-
          Спектральный метод                    Операционное                                  ти схему, реализующую переход f (t ) → y (t )
                                                  исчисление                                      Спектральный метод                Операционное исчисление
 1. Ищем спектральную плотность 1. Находим изображение                                        1. Ищем спектры                    1. Ищем изображения
 S f ( jω ) = F{ f (t )}              f ( p ) = L{ f (t )}
                                                                                              S f ( jω ),   S y ( jω )              f ( p ),   y ( p)
 2. Из дифференциального             2.  Из дифференциального
                                     уравнения       или схемы ищем                           S f ( jω ) = F{ f (t )},              f ( p ) = L{ f (t )},
 уравнения или схемы находим
                                     K ( p)                                                   S y ( jω ) = F{ y (t )}               y ( p ) = L{ y (t )}
 K ( jω )
                                     3.  Определяем изображение                                                                     2. Определяем передаточную
 3. Определяем спектр                                                                         2. Определяем частотную
                                      y ( p) = K ( p) f ( p)                                                                        характеристику
 S y ( jω ) = K ( jω ) S f ( jω )                                                             характеристику
                                                                                                                                               y ( p)
                                     4. Ищем отклик системы y (t )                                       S y ( jω )                 K ( p) =
 4. Ищем отклик системы y (t )                                                                K ( jω ) =                                       f ( p)
                                                                             {           }
                                                     y(t ) = L−1{y( p)} = L−1 K( p) f ( p)
           {        } {                     }
 y(t) = f −1 S y ( jω) = f −1 K( jω)S f ( jω)
                                                                                                         S f ( jω )
                                                                                                                                    3. По найденному K ( p)
                                                                                              3. По найденному K ( jω )             синтезируется схема
      В табл. 10.3 для сопоставления спектрального метода и опе-                              синтезируется система
рационного исчисления дана последовательность действий при                                          Задача синтеза в отличие от задачи анализа неоднознач-
решении задачи синтеза системы. Из этой таблицы также видно                                   на. Один и тот же оператор может быть реализован различным
единство этих обоих методов. Поскольку задача синтеза неодно-                                 построением схем.
значна, выбор конкретного построения синтезируемого радио-
электронного устройства определяется существующей элементной                                           11. МЕТОД, УПРОЩАЮЩИЙ ВЫПОЛНЕНИЕ
базой и технико-технологическим заделом.                                                               ОБРАТНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЛАПЛАСА
      Иногда для аналитических исследований считается доста-
точным, если результатом синтеза является нахождение диффе-                                                              11.1. Постановка задачи
ренциального уравнения системы, решением которого будет за-
                                                                                                   При применении операционного исчисления для интегриро-
данный отклик системы y (t ) на определенное возмущение f (t ) .                             вания линейных дифференциальных уравнений наиболее трудо-
Как передаточная (или частотная) характеристики могут быть                                   емкой операцией обычно является выполнение обратного преоб-
найдены из дифференциального уравнения системы (табл. 10.1),                                 разования Лапласа. Особенно возрастает трудоемкость при иссле-

                                                81                                                                                 82