Cтраница 2
Автоколебательные системы представляют собой идеализацию встречающихся в природе осцилляторов. В этих моделях пренебрега-ется флуктуациями макроскопических параметров и считается, что осцилляторы изолированы от окружающей среды. В действительности же в реальных системах всегда присутствуют тепловые флуктуации; часто эти системы подвергаются слабым нерегулярным внешним воздействиям. Обычно все эти факторы нельзя учесть точно, поэтому естественные флуктуации и влияние внешних источников моделируется неким случайным процессом, или шумом. [16]
Автоколебательные системы, совершающие почти гармонические колебания, всегда состоят из резонатора ( маятника), совершающего колебания, и связанного с ним источника энергии ( мотора); при колебаниях резонатора последний воздействует на источник энергии так, что сила, действующая на резонатор, становится периодической и поддерживает колебания в резонаторе. Всегда имеется обратная связь между источником энергии п резонатором, которая обеспечивает колебания силы, создаваемой источником энергии. В нашем примере колебания скорости скольжения обеспечили обратную связь, которая осуществляется через колебания сил трения о вал, поддерживающие колебания маятника. Для возникновения автоколебаний необходим некоторый ( хотя и очень маленький) толчок, ибо весь описанный процесс начнется тогда, когда маятник отклонится от положения равновесия и начнет колебаться. [17]
Автоколебательные системы встречаются довольно часто. [18]
Автоколебательные системы в зависимости от их устройства делятся на два типа: томсонов-ские и релаксационные. [19]
Автоколебательные системы способны генерировать незатухающие колебания. Эти колебания могут быть гармоническими ( синусоидальными) или более сложной формы, но они могут продолжаться неограниченно долго, до тех пор, пока не вышли из строя элементы, образующие систему. [20]
Автоколебательные системы отличаются от рассмотренного в § 207 колебательного контура с сопротивлением, равным нулю. Такой контур представляет собой предельный случай, недостижимый на практике. Автоколебательные же системы суть реальные устройства, сопротивление которых не равно нулю. [21]
![]() |
Пример автоколебательной системы.| Принципиальная схема автоколебательной системы. [22] |
Автоколебательная система принадлежит классу автономных систем ( см. § 17.2); напомним, что в последних отсутствуют воздействия ( силовые или кинематические возбуждения), заданные в виде функции времени. Автоколебательная система наряду с дисси-пативной системой неконсервативна - находится под воздействием непотенциальных сил. Вместе с тем автоколебательная система незамкнута-поскольку имеется внешнее воздействие. [23]
Автоколебательные системы часто встречаются в природе. Это, например, духовые и смычковые музыкальные инструменты, генераторы электрических колебаний, часовые механизмы и др. Все перечисленные системы совершают устойчивые периодические колебания, амплитуда которых зависит от свойств самой системы и не зависит от начальных условий, по крайней мере, для конечного интервала их изменения. В обычных ходиках отклонение маятника на малую величину не приводит к установлению колебаний. Ходики пойдут ( автоколебания установятся), если мы отклоним маятник на любой угол, больший некоторго конечного значения. При этом амплитуда колебаний маятника определяется не начальным его отклонением, а внутренним устройством, параметрами часового механизма. Перечислим ( следуя, например, [21]) характерные особенности автоколебательной системы. [24]
Автоколебательная система, на которую воздействует внешний сигнал или которая связана с другой автоколебательной системой, может принципиально по разному вести себя в зависимости от амплитуды и частоты воздействующего на нее сигнала. [25]
Автоколебательная система может пребывать как в режиме установившихся автоколебаний, так и в условиях переходного процесса, который с течением времени приближается к установившемуся режиму. [26]
Автоколебательные системы способны генерировать незатухающие колебания. Эти колебания могут быть гармоническими ( синусоидальными) или более сложной формы, но они могут продолжаться неограниченно долго, до тех пор, пока не вышли из строя элементы, образующие систему. [27]
Автоколебательные системы отличаются от рассмотренного в § 235 колебательного контура с сопротивлением, равным нулю. Такой контур представляет собой предельный случай, не достижимый на практике. Автоколебательные же системы суть реальные устройства, сопротивление которых не равно нулю. [28]
Автоколебательные системы обладают интересным и важным свойством - явлением принудительной синхронизации, называемым иногда захватыванием. [29]
Автоколебательные системы [7], [18], [36] применяют в том случае, когда постоянство динамических характеристик обеспечивается изменением одного параметра управляющего устройства, чаще всего - коэффициента усиления прямой цепи. Следовательно, коэффициент усиления реле по сигналу автоколебаний Ка всегда равен критическому коэффициенту усиления заменяемого усилителя. [30]