ВАН ДЕР ПОЛЯ УРАВНЕНИЕ

ВАН ДЕР ПОЛЯ УРАВНЕНИЕ

нелинейное обыкновенное дифференциальное уравнение 2-го порядка


Является важным частным случаем Лъенара уравнения. В. д. П. у. описывает свободные автоколебания одной из простейших нелинейных колебательных систем (осциллятора Ван дер Поля). В частности, уравнение (1) служит математич. моделью (при ряде упрощающих предположений) лампового генератора на триоде в случае кубич. характеристики лампы. Характер решений уравнения (1) был впервые подробно изучен Б. Ван дер Полем (см. [1]).

Уравнение (1) эквивалентно системе двух уравнений относительно фазовых переменных :


Иногда вместо удобнее ввести переменную тогда уравнение (1) приведется к уравнению


являющемуся частным случаем Рэлея уравнения. Если вместе с переменной храссмотреть переменную ввести новое время и положить то вместо уравнения (1) получим систему

(3)

При любом в фазовой плоскости системы (2) существует единственный устойчивый предельный цикл, к к-рому при приближаются все остальные траектории (кроме положения равновесия в начале координат); этот предельный цикл адекватен автоколебаниям осциллятора Ван дер Поля (см. [2] - [4]).

При малых m автоколебания осциллятора (1) близки к простым гармоническим колебаниям (см. Нелинейные колебания).с периодом 2p и с определенной амплитудой. Для вычисления колебательного процесса с большей точностью применяются асимптотич. методы. При возрастании m автоколебания осциллятора (1) все более отклоняются от гармонич. колебаний. При больших mуравнение (1) описывает релаксационные колебания с периодом (в первом приближении) . Известны более точные асимптотич. разложения величин, характеризующих релаксационные колебания (см. [5]); изучение этих колебаний равносильно исследованию решений системы (3) с малым параметром е при производной (см. [6]).

Уравнение


описывает поведение осциллятора Ван дер Поля под воздействием внешнего периодич. возмущения. Здесь наиболее важны изучение явления захватывания частоты (существования периодич. колебаний) и исследование биении (возможности почти периодич. колебаний; см. [2], [4]).

. Лит.:[1] Vandеr Роl В., "Phil. Mag.", 1922, ser. 6, v. 43, p. 700-19; 1926, ser. 7, v. 2, p. 978-92; [2] Андронов А. А., Витт А. А., Xайкин С. Э., Теория колебаний, 2 изд., М., 1959; [3] Лефшец С., Геометрическая теория дифференциальных уравнений, пер. с англ., М., 1961; [41 Стокер Дж., Нелинейные колебания в механических и электрических системах, пер. с англ., 2 изд., М., 1953; [5] Дородницын А. А., "Прикл. матем. и механика", 1947, т. 11, с. 313-28; [6] Мищенко Е. Ф., Розов Н. X., Дифференциальные уравнения с малым параметром и релаксационные колебания, М., 1975. Н. X. Розов.


Математическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. . 1977—1985.

Игры ⚽ Поможем написать реферат

Полезное


Смотреть что такое "ВАН ДЕР ПОЛЯ УРАВНЕНИЕ" в других словарях:

  • УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ — уравнение, к рое связывает давление р, объём V и абс. темп ру Т физически однородной системы в состоянии термодинамического равновесия: f(p, V, Т) = 0. Это ур ние наз. термическим У. с., в отличие от калорического У. с., определяющего внутр.… …   Физическая энциклопедия

  • УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ — связывает давление р., объём V и темп ру Т физически однородной системы в состоянии равновесия термодинамического: f(p, V, Т)=0. Это ур ние наз. термическим У. с., в отличие от калорического У. с., определяющего внутреннюю энергию U системы как ф …   Физическая энциклопедия

  • Уравнение состояния —         связывает давление р, объём V и температуру Т физически однородной системы в состоянии равновесия термодинамического (См. Равновесие термодинамическое): f (p, V, Т) = 0. Это уравнение называется термическим У. с., в отличие от… …   Большая советская энциклопедия

  • Уравнение Пелля — В математике, уравнение Пелля  диофантово уравнение вида где   натуральное число, не являющееся квадратом. Содержание 1 Простейшие свойства …   Википедия

  • РЭЛЕЯ УРАВНЕНИЕ — нелинейное обыкновенное дифференциальное уравнение 2 го порядка (*) где функция F(и)удовлетворяет предположению: Р. у. описывает типичную нелинейную систему с одной степенью свободы, в к рой возможны автоколебания. Названо по имени Рэлея… …   Математическая энциклопедия

  • ЛЬЕНАРА УРАВНЕНИЕ — нелинейное обыкновенное дифференциальное уравнение 2 го порядка Это уравнение описывает динамику системы с одной степенью свободы при наличии линейной восстанавливающей силы и нелинейного затухания. Если функция f(x).обладает следующим свойством …   Математическая энциклопедия

  • МАЯТНИКА КОЛЕБАНИЙ УРАВНЕНИЕ — обыкновенное дифференциальное уравнение вида где а положительная константа. М. к. у. возникает при изучении свободных колебаний в поле тяжести математич. маятника материальной точки, имеющей одну степень свободы и находящейся на конце… …   Математическая энциклопедия

  • ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ УРАВНЕНИЕ ОБЫКНОВЕННОЕ — уравнение, в к ром неизвестной является функция от одного независимого переменного, причем в это уравнение входят не только сама неизвестная функция, но и ее производные различных порядков. Термин дифференциальные уравнения был предложен Г.… …   Математическая энциклопедия

  • ДИРАКА УРАВНЕНИЕ — релятивистское волновое уравнение, играющее фундаментальную роль в релятивистской квантовой механике и квантовой теории поля. Д. у. применяется для описания частиц со спином 1/2 (в единицах ); то есть электронов, нейтрино, мюонов, протонов,… …   Математическая энциклопедия

  • ПРИВЕДЁННОЕ УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ — термодинамич. уравнение состояния, записанное относительно безразмерных величин (приведённых переменных), определённых в масштабе критич. значений. П. у. с. получается из обычного ур ния состояния заменой …   Физическая энциклопедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
… Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»