Московский энергетический институт институт Радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова Радиотехнический факультет

Вид материалаДокументы
Подобный материал:
МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Институт Радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова

Радиотехнический факультет


АННОТАЦИЯ

НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА


Регулярная и хаотическая динамика нелинейных систем


А.А. Перфильев (PerfilyevAlA@mpei.ru)

Курс “Регулярная и хаотическая динамика нелинейных систем” тесно связан с фундаментальным общенаучным базовым курсом “Теория колебаний”, который был впервые поставлен на Радиотехническом факультете МЭИ основателем научной школы кафедры Формирования колебаний и сигналов профессором Евтяновым С.И. в середине прошлого века. Впоследствии курс “Теория колебаний” неоднократно претерпевал переработку и расширение. Спустя время, уже в течение последнего десятилетия в связи с существенным расширением востребованного в современной радиотехнике материала, относящегося к теории колебаний и теории нелинейных динамических систем, в систему образования на Радиотехническом факультете МЭИ(ТУ) был введен новый отдельный курс “Регулярная и хаотическая динамика нелинейных систем” (РХДНС). С одной стороны, этот курс является продолжением и развитием курса “Теория колебаний”, с другой же, в отличие от “Теории колебаний”, он опирается также на ряд базовых инженерных дисциплин радиотехнического профиля.


В настоящее время применение методов теории динамических систем в радиотехнике чрезвычайно разнообразно. В связи со сплошным внедрением в инженерную практику высокопроизводительных ЭВМ стало актуальным включение в курс РХДНС ряда новых разделов. Требуется изучение методов, которые лежат в основе базовых алгоритмов машинного проектирования (САПР) радиоэлектронной аппаратуры (РЭА). Важно подчеркнуть, что во всех современных профессиональных пакетах САПР РЭА в качестве базовых алгоритмов используются не методы прямого численного моделирования (т.е. численного интегрирования системы дифференциальных уравнения переменных состояния), а существенно более эффективные методы, такие как метод баланса гармоник и метод огибающей. Изучение этих методов составляет основу направления “Регулярная динамика нелинейных систем” курса “Регулярная и хаотическая динамика нелинейных систем”.


Рис. 1. Осциллограмма тока коллектора при возбуждении паразитной моды
Направление “Регулярная динамика нелинейных систем” курса включает несколько разделов, к числу которых относится раздел “Автоколебания в системах с двумя степенями свободы”. В данном разделе рассматриваются такие интересные с теоретической точки зрения и важные в практическом отношении явления, как конкуренция мод колебаний, взаимная синхронизация мод, дробно-кратная синхронизация и т.д. В качестве примера на рис. 1 приведена осциллограмма тока коллектора автогенератора СВЧ при возбуждении паразитного колебания.


Наличие у инженеров представлений об указанных выше явлениях является немаловажным фактором, определяющим эффективность процесса проектирования РЭА СВЧ, в особенности при разработке автогенераторов СВЧ на резонаторах и сложных микрополосковых структурах, имеющих многочисленные паразитные моды колебаний.