ФАЗОВЫЙ ПОРТРЕТ АВТОНОМНОЙ СИСТЕМЫ НА ПЛОСКОСТИ
|
|||
|
|||
Рассмотрим автономную систему второго порядка
для которой справедлива теорема существования и единственности решения задачи Коши. При описании интегральных кривых, фазовых траекторий и фазовой плоскости автономной системы 2 –го порядка привычнее вместо переменных (x1,x2) использовать переменные (x,y) В дальнейшем будем записывать автономные системы 2 –го порядка в виде:
Пусть x = φ(t) — решение автономной системы, определенное на отрезке [a, b]. Множество точек x = φ(t) , t ∈ [a, b] — кривая в пространстве Rx,y2 — фазовая траектория системы, а пространство Rx,y2 — фазовая плоскость автономной системы. Точка a называется положением равновесия (точкой покоя ) автономной системы, если F(a) = 0 . Равенство x = φ(t) , t ∈ [a,b] , или, что то же самое, — параметрические уравнения фазовой траектории.
Интегральная кривая системы изображается в 3-х мерном пространстве Rx,y, t2 . Она задается уравнением Соответствующая фазовая траектория — проекция интегральной кривой на фазовую плоскость.
Изобразив на фазовой плоскости несколько фазовых траекторий так, чтобы можно было убедительно предсказать поведение фазовой траектории, проходящей через любую точку фазовой плоскости (некоторой области фазовой плоскости) получим фазовый портрет автономной системы.
На рисунке приведено изображение фазовых портретов двух автономных систем. Видно, что траектории представленных систем ведут себя по-разному. На верхнем рисунке приведен фазовый портрет системы, описывающей колебания математического маятника "без трения", на нижнем — колебания математического маятника "с трением".
|
© МЭИ (ТУ) 2007 |