3.3 Ангармонические осцилляторы
В данном разделе приведены лабораторные работы «Осциллятор Дуффинга» и «Осциллятор Ван-дер-Поля».
Лабораторная работа «Осциллятор Дуффинга»
Цель работы: исследование осциллятора Дуффинга на пакете Mathcad и редакторе Multisim.
Работа состоит из двух частей:
- первая часть работы выполняется на пакете Mathcad;
- вторая часть работы выполняется на редакторе схем Multisim.
Заданные значения: α (затухание) = 0, 1, 10; β (частота в квадрате) = № варианта от 1 до 25, γ (коэффициент нелинейности) = 0, 1, 10.
1. Набрать на пакете Mathcad программу осциллятора Дуффинга, приведенную на рисунке 3.20, и меняя значения α, β, γ получить временные зависимости, фазовые портреты.
Рис. 3.20 – Программа Mathcad осциллятора Дуффинга, где Х(1)- время, Х(2)- амплитуда, Х(3)- ускорение
2. На редакторе схем Multisim собрать схему осциллятора Дуффинга и снять временные и фазовые характеристики сигнала (рис. 3.21, рис.3.22а,б).
Рис. 3.21 – Структурная схема осциллятора Дуффинга
а) б)
Рис. 3.22 – Характеристики осциллятора Дуффинга: а) временная; б) фазовая
Выводы:
Результаты исследования внести в таблицу 3.3.
Таблица 3.3 – Результаты исследования
α | γ | Вид колебания |
-10 | -10 | Затухающий ангармонический |
0 | -10 | Затухающий ангармонический |
0 | -100 | Затухающий ангармонический |
10 | -10 | Возрастающий гармонический |
10 | -100 | Установившиеся |
-10 | -100 | Затухающий ангармонический |
100 | -10 | Возрастающий гармонический |
100 | -100 | Возрастающий гармонический |
-100 | -10 | Затухающий ангармонический |
-100 | -100 | Затухающий гармонический |
Затухающие ангармонические колебания возникают при α≤0, γ=-10;-100, а возрастающий гармонический при α=10;100 γ=-10;-100.
- Лабораторные работы
- Содержание
- 2 Теоретические сведения по выполняемым
- Введение
- Глава 1 обзор виртуальных лабораторий
- 1.1 Star
- 1.2 Ewb
- 1.3 Simulink
- 1.4 Краткие сведения о пакетах Multisim и Mathcad
- 1.4.1 Multisim
- 1.4.2 Mathcad
- Глава 2 теоретические сведения по выполняемым лабораторным работам
- 2.1 Гармонические осцилляторы
- 2.2 Сложение гармонических колебаний
- 2.3 Ангармонический осциллятор
- 2.4 Параметрические колебания
- 2.5 Нелинейные волны
- 2.6 Хаотические колебания
- Глава 3 экспериментальная часть
- 3.1 Гармонические осцилляторы
- 3.1.1 Лабораторная работа «Исследование гармонических колебаний»
- 3.1.2 Лабораторная работа «Исследование затухающих гармонических колебаний»
- 3.1.3 Лабораторная работа «Исследование частотных свойств резонансных контуров»
- 3.2 Сложение гармонических колебаний
- 3.2.1 Лабораторная работа «Сложение однонаправленных колебаний»
- 3.2.2 Лабораторная работа «Сложение перпендикулярных колебаний»
- 3.3 Ангармонические осцилляторы
- 3.3.2 Лабораторная работа «Осциллятор Ван-дер-Поля»
- 3.4 Лабораторная работа «Параметрические колебания»
- 3.4.1 Лабораторная работа «Исследование параметрического усилителя»
- 3.5 Лабораторная работа «Нелинейные волны»
- 3.5.1 Лабораторная работа «Солитоны»
- 3.6 Лабораторная работа «Хаотические колебания»
- 3.6.1 Лабораторная работа «Осциллятор Лоренца»
- 3.6.2 Лабораторная работа «Генератор шума»
- Заключение
- Литература