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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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 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

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 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

 

 

 

 

 

 

+ 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:

 

 

2 + 2р + 2 )7 (р) = Ар + 2А + В.

 

 

 

 

 

 

 

 

ПО