Файл: Батяев, Б. Г. Исследование надежности и точности линейных систем автоматического управления.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.10.2024

Просмотров: 85

Скачиваний: 0

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

138

или

а 0 v0z + a , ve v, + . . . + а п v0vn ~ v0 y ,

си Vo v, + a, v z + . . . + а п v, vn = v, у ,

 

 

 

 

 

 

 

 

(1 3 .2 3 )

a.v.vn +a, v, va+ . . . + a* v z =vn\j .

 

Если в выражении

(13,19)

= /

 

, то

его

можно записать в

виде

у = ! / 0

 

 

 

 

п

 

 

 

 

V n ) =

* в +

^

a s v-s .

(13 .24)

В соответствии с

(13 .24)

и (1 3 .2 3 ) получим следующую систему

 

уравнений

 

 

 

 

 

 

 

 

ас + a, v, +. . . +ап vn = у ,

 

 

cl0v , +a, vz+. . . + an v~vn =vvy,

I

(13 .25)

 

 

 

 

 

 

 

 

а е г>л + а , » , » л + . , . + си v * = v „ y .

 

 

Система уравнений

(1 3 .2 5 ) имеет

единственное

решение при условии,

что ее определитель

 

 

 

 

 

 

 

 

1

V, .

V*

 

 

 

 

 

V,

^ .

.

W i .

 

 

 

(13 .26)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v'n W * ■

v ?

 

 

 

 

отличен от нуля. Применяя метод Гаусса или формулу Крамера,

найдем неизвестные параметры

=

Z)s { V K y }

( f C , S * o T n ) t

(13 .27)


139

где

& s |

ь-л у }

- определитель, получающийся из

Д

заменой

 

S -

го

столбца свободными членами.

 

 

 

 

Ю ,

 

 

Пусть функция

у =/ ( гл, гл,, . . . ,

)

определена в

области

причем ее

аргументы

V ,, az , . . . ,

т>п

 

являются

в свою очередь функ­

циями других переменных

ос,

, ас z ,

. . . 7

зс m

:

 

 

 

 

=

(ac,,xz>..., хп ),.. . , va=S„(x„acz,...,xm).

(13.28)

В

этом

случае

 

у

есть

сложная функция от

независимых переменных

 

а с,,

acz ,

. . .

,

асm .

Подставляя

значения переменных

V,, vz ,■..., v-a

в

функцию (1 3 .2 4 ), подучаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^ F (ac,,acz , . . ., x m)

 

 

 

гг

 

 

 

 

 

 

у

 

+

 

a sfs(x,,acz,...,acm) .

(13 .29)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s Л

 

 

 

 

 

Согласно

(13 .28) и

(13 .29) систему уравнений (1 3 .2 5 )

можно предста­

вить

в

виде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а.о +а, У, + . . . + ап^п - у ,

 

 

 

 

 

 

 

cuj,

+a, j,z+. . . +

ап/,/„ = У,у,.

 

 

(1 3 .3 0 )

 

 

 

си &

+

а , •/, Ул + .

. .

+

а п ■/,/ =

■/„ у .

 

 

 

Если переменные

V,,

vz , . .

. ,

i> п

зависят только

от

одного аргумен­

та

O’

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

” я - / л ( х ) , .

. . ,

Vn

= / Л С д г ),

 

(13 .31)

то функция

у

= '/(^О ^z , . . . 1Vn)

является функцией одного

 

аргумента

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

у = ^

Г

/

,

= Ф (*)•

(13.32)



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

140

 

 

 

 

 

Полагая

в

выражении (13 .24)

V-s = f s ( x )

( s = /,л )

, имеем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

у

=

Ф О )

= а

0 +

Y

^ a s f s ( х )

 

(13 .33)

Для определения параметров функции (13 .33)

необходимо решить следую­

щую систему уравнений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О. о

+

 

 

+ .

. . + 'CLnSn

~

У 1

 

 

 

***/»

+

 

 

+ . . .

+

a n J d n

“ /,[/’

 

(13 .34)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ G/ft/n + . . .

*

 

 

 

.

 

 

В частном

случае,

если J $ ( x ) -

X s .

то функцию (13 .33) можно

выразить

в

 

виде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^

=

Ф ( * )

=

OL* +

 

 

 

 

(1 3 .3 5 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S -i

 

 

 

 

 

Так как

z^j

- J s ( х )

=

дг 5

,

то начальные моменты будут равны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

f ( v « , y )

= i{ (x*y)=)fxl . .

(13 .36)

Подставляя значения начальных моментов из

(13 .36)

в (1 3 .2 2 ),

полу­

чаем систему уравнений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а А » +<М / + . . . + йп 'Гп

= >г

 

 

 

 

’ (М ;

 

 

 

cu, f t

+ a ,

f 4

+ . . .

"*■ йл. ^п-м = >Гм ,

 

(1 3 .3 7 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ов>Г„ + ftfVa-tf+ . • • + Оя


или с учетом

(13 .23)

 

 

 

 

 

 

 

 

а0

+

а,х + р

. + апх л

г

 

У ’

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а 0х

+ а 1_ х г + . .

. +

а„.эс'1+'

= х у ,

>

(13 .38)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

авх л + а , хп+\ . _ + апх

~ х пу.

 

 

Решая эту си стем

методом Гаусса

или Крамера, вычислим неизвестные

параметры санкции

(13 .35)

при условии,

что

определитель

 

 

 

)

x

. .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ас

^ . .

 

 

 

ф о .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(13 .39)

 

 

 

x n

x ^ \ .

 

X

 

 

 

 

На основании указанного метода вычислим дисперсии коэффициен­

тов канонического разложения случайной функции.

 

 

Пусть на промежутке времени

[о ,Т ]

 

задано

JC

равноотстоя­

щих значений

t

. Для каждого момента £,•

( i = *, лг)

известны зна­

чения дисперсии

£ > y ( t i )

 

и координатных функций f s i h ) ( s = /Jn)

канонического разложения случайной функции

y ( t ) . Требуется найти

дисперсии ; O s

 

коэффициентов разложения так, чтобы

квадратичные

формы отклонений были минимальными.

 

 

 

~~

Согласно [2?] дисперсия случайной функции y ( t ) , заданной

каноническим разложением,

имеет вид

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

z

 

 

 

S D y ( t ) = 21 £ > s [ % ( £ ) ] .

 

(1 3 .4 0 )

 

 

 

 

 

S=i

 

 

 

 

 

 

Если положить в

выражении

(13 .19)

(Is = £>s

и

 

( t )]