Механизм автоколебаний - Характеристика, виды и принцип работы автоколебаний
Рис. 2. Механизм автоколебаний
Автоколебания могут иметь различную природу: механическую, тепловую, электромагнитную, химическую. Механизм возникновения и поддержания автоколебаний в разных системах может основываться на разных законах физики или химии. Для точного количественного описания автоколебаний разных систем может потребоваться разный математический аппарат. Тем не менее, можно представить схему, общую для всех автоколебательных систем, качественно описывающую этот механизм (рис. 2).
На схеме: S -- источник постоянного (непериодического) воздействия; R -- нелинейный регулятор, преобразующий постоянное воздействие в переменное (например, в прерывистое во времени), которое и "раскачивает" колеблющийся элемент (элементы) системы V, а колебания через обратную связь B управляют работой регулятора R, задавая фазу и частоту его действия. Диссипация (рассеивание энергии) в автоколебательной системе восстанавливается за счет поступления в нее энергии из источника постоянного воздействия, благодаря чему автоколебания не затухают.
Рис. 3. Схема храпового механизма маятниковых часов
Автоколебание диссипативный маятниковый храповый
Если колеблющийся элемент системы способен к собственным затухающим колебаниям (т. н. гармонический диссипативный осциллятор), автоколебания (при равенстве диссипации и поступления энергии в систему за время периода) устанавливаются на частоте, близкой к резонансной для этого осциллятора. Их форма становится близкой к гармонической, а амплитуда, в некотором диапазоне значений, тем больше, чем больше величина постоянного внешнего воздействия.
Примером такого рода системы может служить храповой механизм маятниковых часов, схема которого представлена на рис. 3. На ось храпового колеса A (которое в этой системе выполняет функцию нелинейного регулятора) действует постоянный момент силы M, передающийся через зубчатую передачу от заводной пружины или от гири. При вращении колеса A его зубцы сообщают кратковременные импульсы силы маятнику P (осциллятору), благодаря которым его колебания не затухают. Кинематика механизма играет роль обратной связи в системе, синхронизируя вращение колеса с колебаниями маятника таким образом, что за полный период колебания колесо поворачивается на угол, соответствующий одному зубцу.
Автоколебательные системы, не содержащие осцилляторов, называются релаксационными. Колебания в них могут сильно отличаться от гармонических, и иметь прямоугольную, треугольную или трапециедальную форму. Амплитуда и период релаксационных автоколебаний определяются соотношением величины постоянного воздействия и характеристик инерционности и диссипации системы.
Рис. 4. Электрозвонок
Простейшим примером релаксационных автоколебаний может служить работа электрического звонка, изображенного на рис. 4. Источником постоянного (непериодического) воздействия здесь является электрическая батарея U; роль нелинейного регулятора выполняет прерыватель T, замыкающий и размыкающий электрическую цепь, в результате чего в ней возникает прерывистый ток; колеблющимися элементами являются магнитное поле, периодически наводимое в сердечнике электромагнита E, и якорь A, движущийся под воздействием переменного магнитного поля. Колебания якоря приводят в действие прерыватель, что и образует обратную связь.
Инерционность этой системы определяется двумя различными физически величинами: моментом инерции якоря А и индуктивностью обмотки электромагнита E. Увеличение любого из этих параметров приводит к увеличению периода автоколебаний.
При наличии в системе нескольких элементов, колеблющихся независимо друг от друга, и одновременно воздействующих на нелинейный регулятор или регуляторы (которых тоже может быть несколько), автоколебания могут принимать более сложный характер, например, апериодический, или динамический хаос.
Похожие статьи
-
Введение, Примеры - Характеристика, виды и принцип работы автоколебаний
Автоколебания -- незатухающие колебания в диссипативной динамической системе с нелинейной обратной связью, поддерживающиеся за счет энергии постоянного,...
-
С развитием системных исследований, с расширением экспериментальных методов изучения реальных явлений все большее значение приобретают абстрактные...
-
Характеристика основного оборудования - Работа сернокислотного производства
Безопасность оборудования обеспечивается посредством соблюдения требований законодательства в РК в области безопасности машин и оборудования (закон...
-
Каталитический риформинг дефектация реактор Назначение, устройство, работа и технические характеристики приборов с электрическим выходным сигналом...
-
Принцип Дирихле - Разработка контрольных работ по математике
В математике большое значение имеют так называемые доказательства существования. Самый простой способ доказать существование объекта с заданными...
-
Принцип работы частотного преобразователя. Схема частотного привода - Частотный преобразователь
Переити в каталог продукции: Частотные преобразователи Электроприводы постоянного тока являются очень простыми с точки зрения организации системы...
-
Большинство современных преобразователей частоты построено по схеме двойного преобразования. Они состоят из следующих основных частей: звена постоянного...
-
Цель: Освоить на практике вычисление с помощью MS EXCEL числовых Характеристик случайной непрерывной величины, изучить основные свойства функции...
-
Работники сернокислотного цеха должны знать и выполнять инструкции по технике безопасности и промышленной санитарии для всех рабочих, ИТР, служащих...
-
Характеристика сырья Контактный узел спроектирован для питающего газа, поступающего с медеплавильного цеха на узел газоочистки, для различных режимов...
-
Принцип работы, Структура условного обозначения - Контакторы вакуумные КВТ-1,14
Действие вакуумного контактора КВТ-1,14 основывается на гашении электрической дуги во время размыкания контактов в вакууме. Тем самым дуга прерывается...
-
Характеристика природных и синтетических антиокислителей. Механизм их воздействия Предохранение жиров от порчи имеет важное биологическое и экономическое...
-
Организованность. Законы организации - Системная революция и принцип дуального управления
Организованность системы предполагает существование определенных закономерностей и законов построения пространственно-временных форм ее бытия. В...
-
Вентильный разрядник, Конструкция и принцип действия - Характеристики вентильных разрядников
Вентильные разрядники, как и другие типы разрядников, предназначены для ограничения возникающих в электрических сетях коммутационных и атмосферных...
-
Цель: освоить на практике нахождение с помощью MS EXCEL числовых характеристик дискретных случайных величин, а также изучить основные свойства функции...
-
Функциональные свойства систем - Системная революция и принцип дуального управления
Функциональная полнота системы определяет степень соответствия системы функций, выполняемых системой, множеству функций, выполнение которых необходимо с...
-
Описание варианта задания - Вероятность безотказной работы
В данной работе необходимо рассчитать вероятность безотказной работы и произвести анализ и оптимизацию полученной по варианту схемы. Для этого...
-
Свойства ситуационных пространств - Системная революция и принцип дуального управления
Ситуационные пространства так же материальны, как и существующие в них объекты. В силу этого они оказывают определенное влияние на возникающие в них...
-
Структурная целостность (связность) В системно-физическом плане внутренняя связность (связность) системы проявляется в наличии внутренних...
-
Формально ф-элемент (ф-подсистема) - некоторый оператор, преобразующий входные информационные сообщения в выходные. В связи с этим отношение...
-
Принципы оптимальности в изучении социально-экономических процессов рынка труда
Принципы оптимальности в изучении социально-экономических процессов рынка труда Муравьева Мария Петровна С точки зрения системного анализа рынок труда...
-
Важным для системного подхода является определение структуры системы -- совокупности связей между элементами системы, отражающих их взаимодействие....
-
Моделирование начинается с формирования предмета исследований -- системы понятий, отражающей существенные для моделирования характеристики объекта. Эта...
-
Опыт проводили в условиях, имитирующих периодическую экстракцию: в стакан одновременно загружали все реагенты и перемешивают их в течение заданного...
-
Гибридные системы на основе квантовых точек (КТ) и органических лигандов могут быть использованы в качестве хемо-, био - и фотосенсоров, а также...
-
Принципы декомпозиционного анализа экономической системы
Принципы декомпозиции Декомпозиция исходной системы или глобальной задачи производится путем применения принципов декомпозиции и координации. Первые...
-
Полупроводниковые квантовые точки могут передавать энергию одному или нескольким подходящим акцепторам [ Clapp A., Medintz I. and Mattoussi H. //...
-
Пространства ситуаций - Системная революция и принцип дуального управления
Пространства ситуаций (или ситуационные пространства) задаются отношениями порядка на множествах структурных образований. И в этом смысле они аналогичны...
-
Времена - Системная революция и принцип дуального управления
Понятие времени наряду с понятием пространства является наиболее фундаментальным, составляющим основу мировоззрения любого мыслящего существа. В...
-
ПРОСТРАНСТВА СИТУАЦИЙ, Сферы и образы - Системная революция и принцип дуального управления
Сферы и образы Сущность любой реальной системы проявляется в процессах обменных взаимодействий. В зависимости от уровня развития и характера системы...
-
Фундаментальные свойства - Системная революция и принцип дуального управления
Существование отношения сходства и различия систем, выделение последних из окружающего мира в виде некоторых устойчивых реалий происходит в результате...
-
Основные понятия и отношения - Системная революция и принцип дуального управления
Все структурные образования и процессы, с которыми приходится иметь дело в систематике, существуют в самых различных по своей природе пространствах...
-
Характеристика изоморфизма алюминия - Геохимическая характеристика алюминия
Изоморфизм - явление замены в кристаллической решетке одних химических элементов другими. Изовалентный изоморфизм - взаимное замещение ионов одинаковой...
-
Общие принципы системной организации - Математическое описание объектов управления
Естественно, что решение задач управления, получение законов управления базируется на некоторых формально-математических основах, образующих теорию...
-
Продолжительный режим - это режим в котором электрические машины могут работать длительное время, и превышение температуры отдельных частей машины не...
-
Коалесцентный механизм элементарного акта наблюдается при флотации аполярных минералов с углеводородными маслами. По данному механизму частичка, на...
-
РАСТВОРЫ. РАСТВОРИМОСТЬ, Общая характеристика и классификация растворов - Растворы
Общая характеристика и классификация растворов Растворы имеют большое значение для живых организмов (питательные вещества усваиваются в виде растворов;...
-
Законы распределения времени безотказной работы - Законы надежности
Наблюдения за эксплуатацией большого количества однотипных элементов в технических объектах различного назначения, работающих в примерно одинаковых...
-
Задачи и функции. Предназначение Функция - это некоторая система задач, решение которых направлено на достижение определенной цели и (или) на выполнение...
-
Свойства элементов - Системная революция и принцип дуального управления
Ранее мы уже говорили о том, что при вхождении в состав системы элемент приобретает некоторые новые свойства, которыми он раньше не обладал, и теряет...
Механизм автоколебаний - Характеристика, виды и принцип работы автоколебаний