Abstract

The article is devoted to the problem of obtaining computationally efficient mathematical models of dynamic objects with viscoelastic properties on the basis of equivalent transformations of primary mathematical descriptions in the form of integro-differential equations to Volterra integral equations. This takes into account the significantly growing in recent years, the possibilities of computer engineering and software engineering, as well as the positive properties of integral models in their numerical implementation: computational stability, good convergence, resistance to high-frequency spectra of noise, a computational efficiency. Methods of transformation of dynamic models are given, which allow to reduce integro-differential equations to integral equations with Volterra operator, which simplifies the problem of creating modelling algorithms. In particular, the application of integral models in computer modelling problems, which are obtained from primary integro-differential models using the following methods of equivalent transformations: the method of variation of constants, the method of senior derivative, the modified method of substituting variables, which in numerical implementation using quadrature formulas allows to obtain recurrent formulas. An example of application of this method is given. The possibility of solving the direct and inverse problem of determining the impact on a multimass system using the integral form of the Cauchy problem is demonstrated. It is shown that the problem of developing more complete and thorough mathematical models of dynamical systems, namely in the form of integro-differential equations, is important and relevant, and their numerical implementation is necessary for a wide range of applied modelling problems.

Highlights

  • При моделюванні динамічних систем важливим способом виявлення їх особливостей та можливості чисельної реалізації є подання моделей в різних еквівалентних формах [2], що вимагає розвитку методів еквівалентних перетворень

  • Задача визначення зовнішніх збурень на динамічну систему еквівалентних дії початкових значень вихідних координат системи, розв'язана використовуючи інтегральну форму задачі Коші

Read more

Summary

Introduction

Загальний розв'язок неоднорідного диференціального рівняння можна записати у вигляді u x C1 x u1 x C2 x u2 x Cn x un x . Для системи інтегро-диференціальних рівнянь (8) нижче запропоновано ще один спосіб чисельного розв'язування, заснований на використанні квадратурних формул. Для розв'язування цієї задачі можна скористатись операційним методом або теорією δ-функцій [1], в результаті отримаємо праві частини диференціальних рівнянь (функції навантаження) дія яких при нульових початкових умовах дорівнює збуренню від початкових значень координат та їх похідних у випадку однорідного рівняння. Якщо привести диференціальне рівняння (22) до інтегрального, отримаємо рівняння (20), яке буде еквівалентне диференціальному рівнянню (18) з початковими умовами (19).

Results
Conclusion
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call