Моделирование объектов систем компьютерного управления: сбор и фиксация результатов моделирования. Вариант № 1, страница 2

 4.   Теоретические расчеты и экспериментальные данные

Найдем точку бифуркаций для заданной системы:

Решим дифференциальное уравнения для следующих начальных условий:

a)

a1:

Дифференциальное уравнение для a1 = 0:

Решение:

x=3-3*cos(sqrt(5)*t)

Построение графиков:

t=[0:0.01:9.8];

x=2-2*cos(sqrt(5)*t);

plot(t,x)

x1=2*sqrt(5)*sin(sqrt(5)*t);

plot(t,x1)

plot(x,x1)


Рис. 3. График зависимости x(t)


Рис. 4. График зависимости x'(t)


Рис. 5. Фазовая характеристика


a2:

Дифференциальное уравнение для a1 = 0,5 aкр:

Решение:

x=-1/5*exp(-0.5*t*sqrt(5)).*sin(0.5*sqrt(15)*t)*sqrt(5)*sqrt(15)-3*exp(-sqrt(5)/2*t).*cos(sqrt(15)/2*t)-3;

Построение графиков:

t=[0:0.01:9.8];

x=-1/5*exp(-0.5*t*sqrt(5)).*sin(0.5*sqrt(15)*t)*sqrt(5)*sqrt(15)-3*exp(-sqrt(5)/2*t).*cos(sqrt(15)/2*t)-3;

plot(t,x)

x1=-1/5*(-0.5)*sqrt(5)*exp(-0.5*t*sqrt(5)).*sin(0.5*sqrt(15)*t)*sqrt(5)*sqrt(15)-1/5*exp(-0.5*t*sqrt(5))*0.5*sqrt(15).*cos(0.5*sqrt(15)*t)*sqrt(5)*sqrt(15)-3*(-sqrt(5)/2)*exp(-sqrt(5)/2*t).*cos(sqrt(15)/2*t)-3*exp(-sqrt(5)/2*t)*(-1).*sin(sqrt(15)/2*t)*sqrt(15)/2;

plot(t,x1)

plot(x,x1)


Рис. 6. График зависимости x(t)


Рис. 7. График зависимости x'(t)


Рис. 8. Фазовая характеристика


a3:

Дифференциальное уравнение для a1 = aкр:

Решение:

x=-3*exp(-sqrt(5)*t)-3*exp(-sqrt(5)*t).*t*sqrt(5)+3

Построение графиков:

t=[0:0.01:9.8];

x=-3*exp(-sqrt(5)*t)-3*exp(-sqrt(5)*t).*t*sqrt(5)+3;

plot(t,x)

x1=-3*(-sqrt(5))*exp(-sqrt(5)*t)-3*(-sqrt(5))*exp(-sqrt(5)*t).*t*sqrt(5)-3*exp(-sqrt(5)*t)*sqrt(5);

plot(t,x1)

plot(x,x1)


Рис. 9. График зависимости x(t)


Рис. 10. График зависимости x'(t)


Рис. 11. Фазовая характеристика


a4:

Дифференциальное уравнение для a1 = 2 aкр:

Решение:

x=-exp((-2*sqrt(5)+sqrt(15))*t)*(sqrt(3)+1.5)-exp(-(2*sqrt(5)+sqrt(15))*t)*(1.5-sqrt(3))+3

Построение графиков:

t=[0:0.01:9.8];

x=-exp((-2*sqrt(5)+sqrt(15))*t)*(sqrt(3)+1.5)-exp(-(2*sqrt(5)+sqrt(15))*t)*(1.5-sqrt(3))+3;

plot(t,x)

x1=-(-2*sqrt(5)+sqrt(15))*exp((-2*sqrt(5)+sqrt(15))*t)*(sqrt(3)+1.5)+(2*sqrt(5)+sqrt(15))*exp(-(2*sqrt(5)+sqrt(15))*t)*(1.5-sqrt(3));

plot(t,x1)

plot(x,x1)


Рис. 12. График зависимости x(t)