On Splitting of Separatrices Corresponding to the Working Mode of the Watt Regulator

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The nonlinear problem of the Watt regulator dynamics is investigated. It is assumed to be installed on a machine that performs the specific harmonic oscillations of small amplitude along the vertical. Viscous friction forces is believed to arise in the hinges of the regulator, and these forces are small. In the main operating mode of the regulator, its rods, carrying massive weights, are deflected from the downward vertical by a constant acute angle. If friction and vertical oscillations of the machine are neglected, then we obtain an approximate problem in which the dynamics of the regulator is described by an autonomous Hamiltonian system with one degree of freedom. On the phase portrait of the approximate problem, the operating mode corresponds to a singular point of the center type. The trajectories surrounding this point lie inside the separatrix, which is a homoclinic doubly asymptotic trajectory that passes through the equilibrium position corresponding to the vertical position of the rods with weights. In the phase portrait, this position corresponds to a saddle singular point. The Melnikov method is used to obtain the splitting condition for the unperturbed separatrix in the complete perturbed problem, taking into account dissipation in the hinges and vertical vibrations of the machine.

About the authors

A. P. Markeev

Moscow Aviation Institute

Author for correspondence.
Email: anat-markeev@mail.ru
Russia, Moscow

References

  1. Maxwell D.K., Vyshnegradskii I.A., Stodola A. Theory of Automatic Control (Linearized Problems). Moscow: Izd-vo AN SSSR, 1949. 431 p. (in Russian)
  2. Zhukowskiv N.E. Theory of Machine-Motion Control. In Coll. Works. Vol. 3. Moscow;Leningrad: Gostekhizdat, 1949. p. 392. (in Russian)
  3. Appel P. Theoretical Mechanics. Vol. 2. Moscow: Fizmatgiz, 1960. 487 p. (in Russian)
  4. Targ S.M. Brief Course of Theoretical Mechanics. Moscow: Vysshaya Shkola, 2009. 416 p. (in Russian)
  5. Zhuravskii A.M. Handbook on Elliptic Functions. Moscow: Izd-vo AN SSSR, 1941. 235 p. (in Russian)
  6. Andronov A.A., Vitt A.A., Khaikin S.E. Theory of Vibrations. Moscow: Fizmatgiz, 1959. 915 p. (in Russian)
  7. Pontryagin L.S. Ordinary Differential Equations. Moscow: NITs “R&C Dyn.”, 2001. 400 p. (in Russian)
  8. Markeev A.P. Watt regulator dynamics // Dokl. Phys., 2017, vol. 62, no. 12, pp. 538–542.
  9. Malkin I.G. Some Problems in the Theory of Nonlinear Oscillations: In 2 Vols. Germantown, Md.: US Atom. Energy Commis., Techn. Inform. Serv., 1959.
  10. Melnikov V.K. On the stability of a center for time-periodic perturbations // Trans. Mosc. Math. Soc., 1963, vol. 12, pp. 3–52. (in Russian)
  11. Kozlov V.V. Integrability and non- integrability in Hamiltonian mechanics // Rus. Math. Serv., 1983, vol. 38, no. 1, pp. 1–76.
  12. Arnol’d V.I., Kozlov V.V., Neishtadt A.I. Mathematical Aspects of Classical and Celestial Mechanics. Encycl. Math. Sci. Vol. 3. Berlin: Springer, 2006. 505 p.
  13. Gradstein I.S., Ryzhik I.M. Tables of Integrals, Sums, Series and Products. Moscow: Nauka, 1971. 1108 p. (in Russian).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (23KB)
3.

Download (39KB)

Copyright (c) 2023 А.П. Маркеев

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».