Файл: Динамика и управление ядерным ракетным двигателем [Текст] 1974. - 253 с.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.06.2024

Просмотров: 196

Скачиваний: 0

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

(d

----!-----— e px0 x\ (Так

как функция

ft сходится в метрике

V

r0p+2

1

 

 

 

Z.f [0, эо )

к функции s).

Реакция разности у (х) у (0) при этом

сходится к реакции звена с передаточной

функцией d (1 — е

-рт

'1Х),

т.

е. к реакции по этому каналу системы (П.2.16).

 

Для воздействий же из класса F по этим каналам, как и в пре­ дыдущих случаях, равномерной по F сходимости реакций нет (хотя реакции ограничены равномерно по t, F и М). Действительно, для любого е > 0 найдется пара значений Ма (а = 1, 2), для кото­

рых при л: (ДО, /]

(1 + M 2) (i + AM jp/2)

U~(hoV (х)-ЛоѴ (x))=d j

 

 

 

1 + M2 +dftMf r

 

( l + Ml)(l+ ftM fr/2)

■VT

 

1-f- AMaf /2

 

1-pMi+dftMf г

+

Z

 

---------------- ~ X

 

 

a=

11+ Ma + rfftMaP

 

X Ma (i+ ««)^r M W

 

1 +M a) u? (ftS > -s)

 

(AoV (O)-ftoV (0)) = d

 

 

1 + AMf r/2

 

1 + M 2 + dftM|p

(П.2.26)

 

 

 

1 + AM?r/2

 

 

 

 

+ AM(W2

 

І+ЛД + dAMfp

 

+ a =2l I + Ма 4

-X

 

 

~ г

 

X ( / - ( f t ( « ) _ s)

ма-о

d;

 

 

 

 

 

 

 

 

([AcV W -A o V

 

 

H . )

W - A o V

(0)]) =

 

(0 )]-tfto V

 

= 2 ^"(AoV(|)-AoV(6))M„ . o - 2d- 1= 0,*

Каналы от ц и ne к у (х):

-РТ+Ж + ^ _ 11+ае-Р(х-т;с)]

AM

2Шг

r Gp(^, р) =(I —М)

-f М + dAT г Ао (^—т0х—х_)

 

_ _ L e - P ( T-

- Т-х) (i + b e - ^ x ) ] ;

(П.2.27)

AM

J

 

245


1 -p &T

' G J (X, t) = 1 +M -\-dkr r

I d fh a ( t — To x ) +

1

 

+

^ [Л° (tx+x) + a h 0 (tт + т _ ж)][,

 

 

,

^

,,

f2Mdrh0 (tt 0x —T _)

 

 

' G p

(*• 0 = (1 -M )

----л , n , JU _

m

X

 

 

 

 

I.

l + tA + dkTr

 

 

X[h0 (t— t _ + T

- x) + bh0 (t—x+x —T _ ) ] | .

 

Из

(П.2.27)

видно,

что реакции у (х) на

воздействия і;, пе и

I; = пе при малых М могут быть сколь угодно большими. Разно сти же у (х) у (0) ПРИдостаточно гладких воздействиях сходятся Действительно, соответствующие переходные функции могут быть представлены в виде

 

 

 

hGJ

 

(°’ ^ =

 

 

 

 

1 -р kт

dr [ha (t —xox) —ha (0] —

 

 

 

 

 

 

 

1 +М -\-dkTr

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

Ш Л2 (t, x+x, т _ ж, т —тж)

;

 

 

 

 

 

 

 

 

2Mdr

 

(П.2.28)

hGp (*,

t ) ~ h Gp (0, 0 = ( 1 - M ) { - 1 + M +

 

X

dkTr

 

 

X [h0 (t— т 0ж 1 _ )h0 (t—t _ ) ]

 

 

 

2 (2 + d£T r)

 

 

 

т_ж)—

 

 

 

 

 

hx (t—т _ + т _ ж,

 

(1+M) (l+ M + d*Tr)

 

 

 

 

 

 

ab

h2 (t—t_ + т _ ж, т _ ж, т+ж, 0)

,

 

 

ш

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где h2 (t, Ѳь Ѳ2, Ѳ) =

hx (t,

0!)

К ( t - Q x-

Ѳ,

Ѳ2) (Ѳ{ > 0 , і =

= 1, 2; Ѳ> 0).

 

 

 

02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Функция hx (t , т_ж) имеет в Lx[0,

оо) ограниченную

при М-»0

норму Ьх (т_ж) =

тож

 

1 +

М -р dkT г

 

Р>ж .

Ее первообразная

 

2а

 

2

+ dkT г

м - >

о 4

 

 

 

gi{t, т _ ж) = J

, т _ ж)гі«при М->0 сходится по норме

простран-

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ства Lj [0, эо) к функции s (() - ^ ( 1 —е~2/^х°).

К той же

функции

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

СХОДИТСЯ gx (t—Т_ + Т _ Ж, Х—х)

2 4 6



Рис. П.2.1. Вид

функций hi(t, т_), gi(t, т_)

и функции,

предельной для gi(t,x_).

На рис. П.2.1,а показан вид

функций hx {t, х_)

и gi(t, х_),

а также вид предельной для gi(t, х_) функции.

 

Функции h2j (X, t ) = * - ^ h 2 (t,

х+ж, х_ж, х —хж) и

й2р (*, 0 =

=Л2 (/—х_ + т _ ж, т_х, т+зс, 0) имеют в V [0, оо) и Ly [0, оо)нор-

мы, неограниченно нарастающие при М->0; их первообразные име­ ют уже ограниченные при М->0 нормы в Z.x [0, оо); соответственно

U2 J

М =

 

+ M + d f t T r

rn

 

 

 

т ож

(2то—Тож)

2 (2 + d*Tr)(l

М 2)

т ° *

— г °х '

--------- ^

л

 

 

 

 

 

м - >

о

4

 

 

 

 

 

 

 

 

т2

1 + М + dkTr

 

 

 

 

 

 

 

 

&2 Р (х) :

 

 

10Х

 

 

 

-----

. Функции k2h (х,

t) —

2(1 —М2)

2 + d£T

 

 

t

 

м -

 

4

 

 

 

 

t—т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

J

£2ä (*. и) du {k—J ,

p) заключены между s (t) b2u (x) [1—(ab)

T ]

 

o

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

% W

 

[ 1 - H ) (<+T)/T] s ( 0

и вместе с ними

сходятся в метрике

L\ [0, 0°) \k<ig{x, t)

к

—Т°^—

—eT 2t/u) s (t) и k2p (x, t) —K

X2

( l —e— 2t!x«) s (t) . На рис. П.2.1 б,

в

показан вид этих функ-

——

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ций для х =

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из сходимости

функций

g1 (t — х_ +

х_х,

х_ ж)

и k2h (х, О

(А =

<7, р)

следует сходимость реакций у (х)

у (0) на воздействия

ij

и ке из

 

класса Fs =

з

к реакциям звеньев с передаточными

 

П Ф;

 

 

 

 

 

 

 

і= і

 

 

 

 

 

 

1

 

 

функциями

соответственно — dr

О

e~ pV

)

1 -

 

+

ТоР +

2

 

 

 

 

 

 

 

 

1— е

 

 

 

,

Чх (2 х0 — хож) р2з

PT°X

ЧхЦ

зж Р +

4'

 

 

 

2k (х0р+2)

 

и — I dr

XqP+ 2

 

2k

 

т0р+2

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оі'т *

 

^

(сходимость равномерна по і и по классу f 3). Таким образом, реак­ ция у (х) у (0) на воздействие і; = ле из класса F3 сходится

к реакции звена

с передаточной функцией

- рт"

dr (1 — е

0JC) +

.

W

-J , т. е. к реакции по этому каналу системы (П.2.16).

 

+

 

 

 

Исследование

асимптотических свойств

реакций потока газа

при М -> 0 показывает значительную их зависимость как от рас­ сматриваемого канала передачи воздействий, так и от класса воз­ действий на входе канала. Так, для класса F равномерно ограни­

ченных по

модулю функций из R сходимость реакций

потока,

равномерная

по t и F,

имеет место лишь по каналам г); -*■ т] {х)

и т]г -» I (х);

при этом реакции сходятся к реакциям по тем же ка­

налам системы (П.2.16),

соответствующей

М= 0. Для

каналов

же ij -> у (х) — у (0)

и

ле -> у (х) = у (0)

сходимость

имеет

248


место лишь на более узком классе F3 воздействий, являющихся трехкратными интегралами от функций из R и имеющих значе­ ния и три первых производных равномерно ограниченными по мо­ дулю. По остальным каналам сходимость имеет место на классе Fi или F2- При этом сумма реакций одной и той же величины на воздействия по і; и пе сходится к реакциям той же величины на воздействие і, = ле в системе (П.2.16). Порознь же эти реакции сходятся к реакциям, соответствующим различным динамическим звеньям, их характерным общим свойством является наличие фик­ сированной постоянной времени т0/2, зависящей лишь от времени прохождения (на номинальном режиме) частицей газа пути от входно­

го сечения до

выходного. Ту

же постоянную времени имеют звенья,

соответствующие

пределам

при М -> 0

реакций

у (х)

^ [0,

/])

на воздействие т]*

(из

класса

Ft); разность же

у (х) — у (0) схо­

дится

к реакции

той

же

разности

на то же воздействие в систе­

ме (П.2.16).

 

 

особенность

асимптотики

исследуемого по­

Отметим еще одну

тока газа: для выходного

сечения (х ~= I)

реакции т| (х)

и і (х)

на

ij, яе и Iі ^= ле сходятся при М ->- 0 на

более широком классе воз­

действий, чем для промежуточных сечений [х(Д0, /)].

 

 

Замечание. Классы входных воздействий, для которых уста­

навливается сходимость (при М ->

0)

реакций

газового потока,

можно расширить, если ввести

в рассмотрение подкласс V класса

F всех

функций,

имеющих

ограниченную

(общей для

класса

V

константой) вариацию на [0,

оо ), и

подкласс V;

класса F (і >

1)

всех функций,

имеющих

ограниченную

[общей

для

класса

Ѵі

константой] вариацию (на [0,

оо )] і-й производной.

 

 

 

Действительно, переходные функции системы (П.2.6) и их

предельные (при М -»

0) функции относятся к классу N функций

ограниченной на [0, ос ) вариации, разлагающихся на скачкооб­

разную и абсолютно

непрерывную составляющие. Реакция звена

с переходной функцией Л из этого класса на воздействие

F может

быть представлена в

виде

 

 

t

 

 

z(t)=^\f ( t - u )d h (u )

(П.2.29)

b

и для f ^ V оцениваться следующим образом:

I г (<) I <

sup

\h(u)\U™f.

(П.2.30)

 

о < и < /

 

 

Отсюда следует, что равномерная по t сходимость переходных функций из класса N эквивалентна сходимости реакций звена на любое воздействие из класса V, равномерной по t и по классу V.

Для воздействия / из класса Ѵх реакция звена может быть пред­ ставлена в виде

t

t

 

z (0 = —

(u)df{t- « ) = { g (t —u ) d f (и),

(П.2.31)

о

о

 

249