Файл: Шелковников Ф.А. Сборник упражнений по операционному исчислению учебное пособие для студентов вузов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 157
Скачиваний: 4
44. 1) Р е ш е н и е . Инерционное звено описывается дифференциаль ным уравнением
|
|
-*вых (0 + Т х вых (0 — k x BX (if). |
|
||
Преобразуем |
это уравнение |
в операторное, |
для чего умно |
||
жим |
обе части этого |
уравнения |
на e~pt dt и |
проинтегрируем |
|
по t |
в пределах |
от 0 |
до со. Обозначив X ( p ) - ^ x ( t ) , получим |
-^ных (.Р) + ТрХвых(р) = kX BX (р).
Находим отсюда |
|
kXm (р) |
|
|
||
|
-^вых (?) — |
|
|
|||
|
|
1 + р Т |
|
|
||
Передаточная функция W (р) определяется по формуле |
||||||
|
W ( p ) = -^ВЫХ ( р) |
|
|
|||
Следовательно, |
|
X*А р ) |
|
|
||
|
|
k |
|
|
||
|
W(P) = |
|
|
|
||
|
1 |
+ рТ |
|
|
||
|
|
|
|
|
||
2) У к а з а н и е . |
Интегрирующее звено |
описывается |
интеграль |
|||
ным уравнением |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
гВЫХTO' А = y r |
^ x BX(t)dt. |
|
|||
Следовательно, |
|
О |
|
|
||
|
|
1 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W (p ) = - |
|
|
||
|
|
|
|
рТ |
|
|
3) У к а з а н и е . |
Колебательное |
звено |
описывается |
дифферен |
||
циальным уравнением |
|
|
|
|
|
|
Т1'хвък (i) |
+ Тг'хвых (0 + |
х Вых (0 = h *„х(0> |
|
|||
■**вых ~Ь 2^ |
/ |
- 1 |
t ') Q X B b IX — |
kx BX, |
|
|
где обозначено |
|
|
|
|
|
|
106
I
(резонансная частота)
Т!<!>()
(степень затухания).
27'qW0
ч |
, 2 |
|
— = ^10,П- |
||
Следовательно, |
k |
|
W ( p ) = |
||
9. |
р‘2 + ‘2d 'Чар -р Wq
4)У к а з а н и е . Дифференциальное звено описывается диффе ренциальным уравнением
-'•"вых ( 0 Н~ Т'-'-’вы х ( 0 = к Т 0х вх ( 7 ) .
Следовательно,
« 4 /0 =
1 + р Т
5) У к а з а н и е . Упругое звено описывается дифференциальным уравнением
-^вых (О + 7".сВЬ1Х ( 0 = k [•**вх (t) + Т0х вх ( 0 ] .
Следовательно,
k (1 + p i о)
W ( p ) =
1 + р Т
6)У к а з а н и е . Запаздывающее звено описывается уравнением
'^ВЫХ ( 0 = -*вх |
х) • |
Следовательно, |
|
W { p ) = |
|
45. Р е ш е н и е . Учитывая примеры 44 |
(п. 1 и 2), имеем два урав |
нения |
|
107
•*"пр ~Ъ Л дгпр---
|
|
|
|
1 |
t |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|||
|
|
|
- ^ ВЫХ = |
у, |
\ |
x n |
^ t \ |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
о |
|
|
|
|
|
|
переходя к операторным уравнениям, получим |
|
|
|||||||||
У,р -Ь 7>А'„; — ^;ДЛВ:,; |
Лгп р |
1 |
+ p T t |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
В Ы Х “ |
.г. |
У г ф ! |
У в Ы Х |
|
™ |
.. , ' , , |
|||||
Следовательно |
^зР |
|
|
|
Р ^ О + Р ? ! .) |
||||||
|
У„, |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
W (P ): |
|
|
рТ-х (1 + РТ\) |
|
||||||
|
|
|
х** |
|
|
|
|||||
46. Р е ш е н и е . |
Учитывая примеры |
44 |
(п. |
1 и 4) |
имеем уравнения |
||||||
|
|
|
x i -\-ТiXi = |
Ь-1ХШ\ |
|
|
|
||||
|
|
|
х 2 “I" Гзх 2'-= к2Т0Хш', |
|
|
||||||
|
|
|
-**ВЫК — |
Х |
1 |
"Ь Х 2 . |
|
|
|
||
Переходя к операторным уравнениям, получим |
|
||||||||||
Хг + Т , р Х х = ^ Х вх; |
|
= |
к\ |
Увх |
|
||||||
|
1 + |
р У |
’ |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
У> + Т2р Х 2 — к2Т0р Х дх', Х 2 = |
k2pT0X BK |
||||||||||
1 + рТ2 ■ |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
У , |
=У |
+ У 2= УМ |
|
|
|
|
+ |
hpTrs |
|||
|
1 + p 7 ’i |
1 + |
/)Г2 |
||||||||
Следовательно, |
|
|
|
|
|||||||
|
Ув, |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Г ( р ) |
= |
|
ki |
, |
ЛдР^о |
||||||
|
|
|
У.. |
1 + |
pPi |
1 |
+ рТ 2 |
||||
|
|
|
|
108 |
|
|
|
|
|
47. Р е ш е н и е. |
Учитывая примеры |
44 |
(п. 1 и S), |
имеем уравнения |
||||
|
|
|
Аупр = |
А0Х |
|
-*ос> |
|
|
|
|
•^ВЫХ + |
^"|Х ВНл ~ |
^ l^ y r ip i |
|
|||
|
|
“Ь |
|
с = |
h;>(умвых Т" Го^вых); |
|
||
Пусть D (р) -у» Дувр ((), |
Тогда операторные уравнения будут |
|||||||
|
|
|
D — Х ш |
Аос; |
|
|||
|
|
уУвЫХ + |
р Х вых = k\D', |
|
||||
|
|
Аос + |
р Х ос ~ |
fc> (А’пых + Т„рХ„ш ). |
||||
Перепишем эту систему таким образом: |
|
|||||||
|
|
45 + Х ос |
|
|
|
|
= А ВЫХ |
|
|
— k\D |
|
|
+ (1 + рТ д АВЬ1Х = 0 ; |
||||
|
|
(1 + рТа) Аос — &2 (1 + рТо) АВЫх = |
0; |
|||||
■Определитель этой системы будет |
|
|
|
|||||
1 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
— k\ |
0 |
1 + рТ 1 |
|
•(1 + p T i ) 0 +pTa) - k ikaQ+pT0) |
||||
0 1 + р Т 2 - к 2{\ + р т п) |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
k\ (i + рта) |
|
||
|
|
*1*2 (1 + р 7 о) + |
(1 + рТ\) (1 + рТ2) |
|||||
Следовательно, |
|
|
*i ( l |
+ РТ3) |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
|
W(P) = *1^2 (1 + рТ о) + |
(i |
+ рТх) (1 + рТ2) |
|||||
48 Р е ш е н и е . |
Учитывая примеры |
44 |
(п. 4 и 5), |
имеем уравнения |
||||
|
|
|
Д у п р ^ |
-^вх + Х 0С\ |
|
|||
|
|
-^ВЫХ “Ь T 'l^ B B IX “ |
Л^оДуп,,; |
|
||||
|
|
Л"ос + |
Т^2Х ОС ~ *2 (-'"вы х Т Т 'о-^вы х)! |
|
109
Операторные уравнения будут |
|
|
||||||||
|
|
|
|
d = |
|
|
х вх -р ^ос; |
|
|
|
|
|
|
-^вых + Т1РХ вых = k\ T„D; |
|
||||||
|
|
х 0с + Т2р Х ос — k2 (^вых 4' Т0р Х вих); |
||||||||
Решая эту систему относительно XBbIX, получим |
|
|||||||||
у |
_ |
у |
|
|
|
|
ЬгТ0 (1 + рТ2) |
|
||
^ВЫХ — ^вх |
(1 Л- рТ\) |
|
(1 Х р Т 2) — k^k2TQ(\ |
-\-рТй) |
||||||
Следовательно, |
|
|||||||||
___________ k j p (1 + рТ2)___________ |
||||||||||
• |
W ( p ) |
= |
||||||||
(1 + рТх) (1 -j- рТ2) — k]k2T0 (1 + рТ0) |
||||||||||
|
|
|
|
Раздел второй |
|
|
||||
49. 1) Р е ш е н и е . |
Пусть у(х )<^-у (р). |
Тогда |
операторное |
|||||||
уравнение |
будет таким: |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
(Р + а) у ( р ) = — |
|
|
||||
Находя изображение неизвестной функции, получим: |
||||||||||
У(Р) |
|
|
|
А |
+ |
В |
|
1 |
||
р ( р + а) |
р |
р + а |
а \ р |
|
||||||
|
|
|
|
|||||||
Следовательно, искомое решение будет |
|
|||||||||
|
|
|
У (■*) = |
|
— (!' |
г). |
|
|||
2) у — Ае~ах + |
^ e~at f ( x — t) dt. |
|
|
|||||||
3) Р е ш е н и е . |
Операторное уравнение здесь будет: |
|||||||||
|
|
(Р2 + 2р + 2 )7 (р) = Ар + 2А + В. |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
ПО |
|
|