理论教育 使用四阶埃尔米特插值法求状态项近似值

使用四阶埃尔米特插值法求状态项近似值

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:应用四阶埃尔米特插值多项式在时间区间[ti,ti+1]内逼近式(2.6)中的状态项X。表2.1用于插值状态项的函数表根据式(2.5),任意节点t=ti与t=ti+1处响应值的一阶导数可表示为根据四阶埃尔米特插值多项式,可用导数节点值与状态项节点值X、X、X在时间区间[ti,ti+1]内对状态项X进行插值逼近,结果如式所示。分别用二阶牛顿插值多项式与线性插值法对时滞项X(t-τ)与周期系数项B进行逼近,如式、式所示。

使用四阶埃尔米特插值法求状态项近似值

应用四阶埃尔米特插值多项式在时间区间[ti,ti+1]内逼近式(2.6)中的状态项X(t)。在插值过程中,采用节点t=ti-1,t=ti,t=ti+1处的响应值X(ti-1)、X(ti)、X(ti+1)与节点t=ti,t=ti+1处响应值的一阶导数如表2.1所示。

表2.1 用于插值状态项的函数表

根据式(2.5),任意节点t=ti与t=ti+1处响应值的一阶导数可表示为

根据四阶埃尔米特插值多项式,可用导数节点值与状态项节点值X(ti-1)、X(ti)、X(ti+1)在时间区间[ti,ti+1]内对状态项X(t)进行插值逼近,结果如式(2.11)所示。

式中,Xi为X(i·Δt)的简写,a1、b1、c1、d1、e1的表达式如下:

式中,I为单位矩阵

分别用二阶牛顿插值多项式与线性插值法对时滞项X(t-τ)与周期系数项B(t)进行逼近,如式(2.12)、式(2.13)所示。

将式(2.11)、式(2.12)、式(2.13)代入式(2.6),可得

(www.daowen.com)

在式(2.14)中,相关符号的具体表达如下:

从式(2.14)可以看出,若矩阵Pi为非奇异矩阵,则式(2.14)可转换成以下形式:

式中,矩阵Mi如式(2.16)所示:

式(2.16)中的矩阵如式(2.16a)~式(2.16e)所示:

铣削系统在单个时间周期上的状态转移矩阵ψ1可以表示为

根据弗洛凯定理[164]可确定铣削系统的稳定性边界,其判定准则如式(2.18)所示。

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