Файл: Абгарян К.А. Матричные и асимптотические методы в теории линейных систем.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 170

Скачиваний: 0

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

§ 7]

 

ПОСТРОЕНИЕ ИМПУЛЬСНОЙ ПЕРЕХОДНОЙ ФУНКЦИИ

279

 

 

 

 

_

 

0 \

 

_

_

м

d K °

 

 

 

 

 

 

л “ \о K J ’

 

~

 

м ° dt '

 

 

 

 

 

^

= — М„

( < ' ]

о А,сг

I г

 

 

 

 

 

 

{

dt

 

 

 

 

 

>м,

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

м =

м,

^ — ^

 

А

 

1 Г

 

 

 

 

 

 

 

2 ’

 

 

 

 

 

 

 

л А ] =

-

...! —- Мі ^ М

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X; — а,/ М / ' dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

dK\Ul

 

 

Mt +

 

м Р ]

 

 

 

 

 

dt

 

1 ‘ M

 

d/

 

Г = Т ^ Х І Мі

 

 

/ “ *' 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(*=£/;

i, / = 1 , 2 ) .

 

Произведя необходимые

вычисления,

получаем

 

 

 

 

 

 

С&!

 

 

 

 

dX.,

 

 

 

 

/ЛП _

 

dt

,

 

^2 ] -

*

^

 

 

 

Л|

~

(А-2 —Ѵ)а

А /

 

(Хі_Х г)2

 

 

 

 

 

 

d k

 

 

 

 

 

 

 

 

dkt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

>П] —

dt

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

Л2

 

 

 

 

 

-

dk 1

 

 

 

 

 

dV

 

 

 

=

~ ! Г

 

 

 

д41] =

dt

 

 

 

111

_______

{ - к

1),

 

( k » - k i ) 3

( - K

i);

 

(X, — Хо)3

 

 

 

/СІ2] =

12] _

к х ' =

 

 

dki Iо dki

dki ) I d^XiP k l

( i

I I

(k, -

k J*

-dT\3 ~di--------щ-І + - ш - ( х2 — кi)

 

dP

 

 

I

 

dX%fq dX2

dki) + jPk^i K __K)

а , — U)4 І “5d<Г Г _5Г

dt

 

 

 

 

dXt dX,

d ki

dkо

 

Ä,.

4

 

M2] =

dt

dt

)£2] _

“d?

dT

 

 

 

 

 

(k„-ki)s

'

 

(Я,-Я2)з ’

 

 

M ^ = (*2-bl)#

,1

,

, d4.., .

d k2

I

dkl

 

Q

dk„

X

' 2

— А

- ^ r +

- 5 Г

V W

*

6 Ч Г

 

 

 

 

 

X ( - 1 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

M |2] =

1

(^i —

 

dt

\

dt

- 3

dXl

X

(kl - X,)6

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

X ( - b s

П

-

^

^

А

А

1)1-



2 8 0

Д И Н А М И Ч Е С К И Е

Х А Р А К Т Е Р И С Т И К И

СИ СТЕ М

 

[ГЛ. X

Значит,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М?1=

1,

 

M!] =

ö2 ^

,

 

 

 

 

 

 

 

 

= ß4

dA^

/rt

dA^

 

d\„

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

dt

 

dt

+ ^ ( 1 , - 4 )

 

 

 

 

 

*!? -

1.

 

A Ü W ^ b - ,

 

 

 

t& =

ß‘

dA.,

/ о dA,

 

dAt \

d2A,

 

. .

 

 

 

 

 

Hf

16

Hi

 

rtt

) I

dt2

 

 

 

 

 

 

 

_ .

m[I] _

„3

 

 

 

 

 

 

 

m 12 a ,

m \2 — Ü —J f

 

 

 

 

 

 

 

 

m $ — — ß5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[0]

= a,

 

[li

 

,

dA,

 

 

 

 

 

Щ2

m22 = — ß3

—jf-

 

 

 

 

 

ПІѴ2

= Q5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л[ 0 ] _ л

т [ 1 ] _

 

d t

,

1 І 2 ] _

 

„з

dht

dA,

'

Л ,

A x ,

A l

ß

A l

 

f l

A )

dt

,

j[0]2 _

12,

 

2

— а

d(

,

 

32[2]___— а3

df

di

 

 

 

di

,

 

A

 

A

A

 

 

 

 

 

а

 

 

d X \

dh

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где а =

1/(AX— A2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставляя найденные величины в выражение

(г =

= 0,1, 2), получаем соответственно

 

 

 

 

 

 

 

g f ’ (Л £) =

а (I) І^ехр

1 'kxdt — exp I X2dlj

,

 

gl1>(^£) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= a ® '

! +

a2(öJ M

| L + fl2 (0 .A W

X

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

exp

( (A X — f l - ^ - j dt

 

 

 

1 + f l 2 l

d t

e x p ] ^A2 - V a - dll \ u i } ,

 


§ 7] П О С Т Р О Е Н И Е И М П У Л Ь С Н О Й П Е Р Е Х О Д Н О Й Ф У Н К Ц И И 281

s f

( ',а =

«(?)

k<?

 

 

і

 

 

 

 

 

й _

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Af (f, 0 exp

j [%2 + a

^ + a3- ^ -

dt

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А'2»/, 0 = 1 +

«2 (0 - ^ L

 

+ а2 (0

 

 

-

 

 

 

•ß4(0

(*, (I) -

h, (0)

 

 

-

3

dh Ш j

+

 

 

 

 

+

о2( 0 - ^ - а 2(Ю^к Й ) ^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dl

 

 

 

+

</ (0

dM 0

 

л

»1')

 

dXs (t) \ .

а' %

( ()

(^s (0

(0)

dt

 

 

 

dt

 

dt

I

Ч-----ПЛ

 

 

 

 

 

 

1

dr

 

 

 

 

 

 

 

 

(a, s =

1,2;

s+= er).

 

 

 

 

n

 

 

d:o

,

1

dg

 

1

 

 

 

 

 

 

П р и м е р . _ +

T - - 2 L _ _ (7 = w.

 

 

 

 

В данном случае

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A, = .

5 — 1

 

X0 —

/ 5 + 1

 

а

=

 

 

 

 

2^

 

 

 

 

 

2t

 

 

 

 

 

Учитывая

это,

получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

/5-1 3- /5

g!01(Л0 = — =-(*

2 g

2

-t

 

• h

 

 

 

 

; о

 

 

 

/ 0 =

y j - (^

l_0- r

^

1+ß)

g ii2)(/,0=

І 36( / E 1- 3 r

 

P g , + P )

( )

 

 

 

 

/5+1

3+ /5

2

É 2 ),

(ß =

- ^ » 0 , 8 9 5

 

/ 5

/ ;

( ß =

11

: 0,985).

5 / 5

 

 

Для сравнения приведем точное выражение импульсной переходной функции, известное для данного примера:

Как видим, отличие приближенного выражения g(2) (/, 0 от точного Si (/, 0 незначительно.


2 8 2

Д И Н А М И Ч Е С К И Е Х А Р А К Т Е Р И С Т И К И С И С Т Е М

[ГЛ.

X

 

Расчеты по формуле (7.20) приводят практически

к

тем же результатам, некоторое различие имеется только в значениях коэффициентов перед скобкой. Так, например,

согласно

(7.20)

 

 

 

 

~(2) н

м

25 г/Ре1—5

/—

Іо

\

§ 8. Реакция системы на показательное возмущение. Передаточная функция

Реакция системы (по всем выходам) на сигнал в виде по­ казательной функции exp (kt), действующий (на промежут­ ке (—оо, t)) на систему по /-му входу, согласно (3.4) пред­ ставляется в виде

t

* / ( М ) = J

— оо

При замене переменных t t' = s имеем

о о

Xj (к, і) = £ gj (s, t s) ex {t—s)ds.

о

Реакция системы по выходу і на входной сигнал в виде показательной функции, поданный на /-й вход,

xiI(X,t) = wil(k,t)e>-‘,

(8.1)

где

 

со

 

Щі {К 0 = 1gii (s, t — S)e-^sds.

(8.2)

6

 

Функция i&ij (к, t), определенная соотношением (8.2), называется передаточной функцией системы (соответствую­ щей /-му входу и і-му выходу)*). Столбцовая матрица

СО

Wj (k, t) = j gj (s, t s) e-Xsds

о

*) Передаточная функция w u (k,t) определена только в области схо­ димости интеграла в соотношении (8.2); во многих практических случа­ ях (но не всегда) возможно путем аналитического продолжения область определения передаточной функции распространить на всю А-плоскость, исключая некоторые особые точки.