Исследование колебательных систем « компьютерном эксперименте

Н.В. Зенин, С.В. Зенин
(Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана, Россия)

Проблема устойчивости различных технических систем, участвующих в колебательных режимах функционирования, требует доступной иллюстрации на конкретных примерах. Наиболее удобная форма представления этой про- блемы возможна с использованием ЭВМ в интерактивной форме. В этой связи авторами выполнен программный продукт, который представляет различные аспекты данной проблемы.

Во-первых, рассматриваются теоретические основы устойчивости по Ляпунову и Малкину различных колебательных систем. На конкретных физи- ческих примерах дается классификация особых точек, проводится картина фа- зовых портретов исследуемых технических систем. Обучаемый имеет возмож- ность сам выбирать параметры моделей, которые приводят к тому или иному виду траекторий на фазовой плоскости.

Во-вторых, рассматриваются различные технические методы издания возмущения в исследуемых технических системах. В качестве вынуждающей силы, действующей на технические системы, используются генераторы маг- нитных полей различной конфигурации. Магнитные силы создают различные механические воздействия на колеблющиеся ферромагнитные тела. Отдельные тела в этой связи представляют проблему магнитных жидкостей и их исполь- зование в различных технических системах, работающих в колебательных ре- жимах. В работе подробно рассматриваются конструкции различных насосов на базе магнитных жидкостей и линейных магнитных приводов.

Разработанная программа содержит как блок обучения, так и блок тести- рования, взаимодополняющих друг друга. Последний блок обеспечивает про- верку качества усвоения обучаемых с количественной оценкой знаний.

Настоящий программный продукт может быть использован для изуче- ния нв-только колебательных систем, но и вопросов, связанных с магнитными свойствами веществ и их использования в технических системах.

Область применения указанной программы достаточно широка. Прежде всего, предполагается активное использование данного продукта в учебном процессе ВУЗов - теоретической механики и общей физики. Для этого необхо- димо включение разработанного программного продукта в цикл лабораторных работ по учебным дисциплинам.

Структура программной системы допускает совершенствование, расши- рение и наращивание справочных библиотек и предназначена для использова- ния в ШМ-совместимом компьютере.