diff --git a/424-Systeme_Non_Lineaires/Cours/chap2.tex b/424-Systeme_Non_Lineaires/Cours/chap2.tex index cb259ed..6f0a46b 100644 --- a/424-Systeme_Non_Lineaires/Cours/chap2.tex +++ b/424-Systeme_Non_Lineaires/Cours/chap2.tex @@ -187,7 +187,6 @@ Pour toutes les CI n'appartenant pas au cycle limite, $ \exists t > 0 \text{ tel \] Point d'équilibre $x^* =(0,0)$ - \begin{rem} Il n'existe pas de solution analytique aux équations de Van der Pol, mais numériquement on trouve un cycle limite stable. \end{rem} @@ -236,7 +235,8 @@ Par l'absurde, soit $\Gamma = \{x\in D, x(t), 0 \leq t \leq T\}$ est un cycle li $\forall x \in \Gamma$, $f(x)$ est tangent à $\Gamma$ tel que $f(x).n(x)=0$ où $n(x)$ est le vecteur normal de $\Gamma$ en $x$. Suivant le théorème de Green, -\[ \oint_{\Gamma} f(x)n(x)dx = \iint_S \divv f(x)dS \text{ donc } \iint_S \div f(x)dS = 0\] +\[ \oint_{\Gamma} f(x)n(x)dx = \iint_S \divv f(x)dS \text{ donc } \iint_S \divv f(x)dS = 0 +\] Si $\exists x \in D$ tel que $\divv f(x) \neq 0$ et que $\div f$ ne change pas de signe dans $D$ (donc a fortiori dans $S\subset D$), on déduit de la continuité de l'opérateur $\divv f$ dans $D$ que $\iint_S \div f(x)dS \neq 0$ : contradictoire. @@ -245,9 +245,7 @@ Ainsi, $D$ ne contient pas de cycle limite. \begin{example} Soit le système NL du 2nd ordre $\ddot{x}(t) + \alpha \dot{x}(t) + g(x(t)) = 0$, avec $x(0) = x_0$ et $\dot{x}(0) = \dot{x}_0$ où $\alpha \neq 0$ et $g:\R \rightarrow \R$ continue avec $g(0)=0$. \\ - Représentation d'état : - \[ \begin{cases} \dot{x}_1(t) & = x_2(t) = f_1(x)\\ @@ -259,11 +257,35 @@ Calculons $\div f = \derivp[f_1]{x_1} + \derivp[f_2]{x_2} = -\alpha$. $\div f \neq 0$ et ne change pas de signe donc ce système ne comporte pas de cycle limite $(D=\R^2)$. \end{example} - - - \section{Théorème de Poincaré-Bendixon} +\begin{defin} + \begin{itemize} + \item Un ensemble $\mathcal{M}\subset \mathcal{D}$ est dit \emph{positivement + invariant} du système $\Sigma$ si + \[\chi_t(\mathcal{M}) \subseteq \mathcal{M} , \forall t \ge 0\] +\item Si la propriété est vraie $\forall t\le 0 $ l'ensembles est \emph{négativement invariant}. + \item Si la propriété est vraie $\forall t\in \R$ . l'ensembles est \emph{invariant} +\end{itemize} +\end{defin} +\begin{rem} + Un ensemble invariant est un fermé de $\R^n$. +\end{rem} + +\begin{rem} + Un cycle limite stable ou semi-stable est un cas particulier d'un ensemble invariant. Cet ensemble est un \emph{attracteur} et ne peut avoir qu'un comportement périodique. +\end{rem} + +\begin{defin} + Un attracteur est un ensemble invariant fermé $\mathcal{M} \subset \mathcal{D}$ du système $\Sigma$, si il existe un voisinage $\mathcal{N}$ de $\mathcal{M}$ tel que + \[ + \forall x\in \mathcal{N}, \chi_t(x) \in \mathcal{N}, \forall t \ge 0 et \chi_t(x) \xrightarrow[t\to\infty]{} \mathcal{M}^t + \] +\end{defin} +\begin{rem} + Physiquement\footnote{\emph{sic.}} un attracteur est un fermé borné (compact) +\end{rem} + \begin{thm} Soient le système du 2nd ordre $\dot{x}=f(x)$ et $O_{x_0}^+$ une trajectoire positive, i.e $O_{x_0}^+ = \{ x \in D, x = S(t,x_0), t \geq 0\}$ où $S(.,x) : \R \rightarrow D$ définit une solution de $\dot{x}=f(x)$ pour une trajectoire passant par $x$, avec un ensemble limite $\omega(x_0)$ i.e. $\omega(x_0) = \bigcap_{t \geq 0} \overline{O_{x_0}^+}$ \footnote{adhérence = plus petit fermé contenant l'ensemble}\\ @@ -275,7 +297,21 @@ Interprétation : Dans le cas du 2nd ordre, si on a une convergence des trajectoires vers un compact (fermé borné de $\R^2$) qui ne contient pas de point d'équilibre, alors la limite ne peut être qu'un cycle limite.\\ \paragraph{Examples du poly page 4} Système hybride = commutation entre 2 systèmes linéaires\\ -Example 1 : + +\begin{prop} + \begin{itemize} + \item $\omega_0$ définit un ensemble positivement invariant. + \item Dans $\R^2$ le seul attracteur possible est un cycle limite. + \item Si la trajectoire converge vers un ensemble alors on a les cas possibles: + \begin{itemize} + \item C'est un ensemble de points d'équilibres. + \item C'est un cycle limite. + \item La trajectoire est un cycle limite. + \end{itemize} + \end{itemize} +\end{prop} + +Exemple 1 : \begin{align*} \dot{x} & = \begin{bmatrix} @@ -290,8 +326,6 @@ Example 1 : Les deux systèmes sont stables - - Stabilité locale mais le système est instable globalement.\\ Important : l'analyse faite par linéarisation donne uniquement une information sur la stabilité locale et non globale.\\ diff --git a/424-Systeme_Non_Lineaires/Cours/chap3.tex b/424-Systeme_Non_Lineaires/Cours/chap3.tex index 35633ce..4f411c6 100644 --- a/424-Systeme_Non_Lineaires/Cours/chap3.tex +++ b/424-Systeme_Non_Lineaires/Cours/chap3.tex @@ -8,7 +8,12 @@ \end{itemize} \section{Schéma-blocs} -\[ x \longrightarrow \boxed{\text{Non-linéarité}} \longrightarrow y \longrightarrow \boxed{H(p)} \longrightarrow z \] +\[ x \longrightarrow \boxed{ + \begin{array}{c} + \text{Non} \\ + \text{Linéarité} + \end{array} +} \longrightarrow y \longrightarrow \boxed{H(p)} \longrightarrow z \] La fonction de transfert $H(p)$ (fraction rationnelle) correspond à un filtre passe-bas de degré relatif $\geq 2$.\\ On prend $x=X\sin \omega t$. Dans le cas linéaire, seule la valeur de $\omega$ influe sur le tracé de la diagramme de Bode du système. Dans le cas non-linéaire, on a plusieurs tracés de réponses fréquentielles. Par exemple, avec une saturation, on obtient des réponses fréquentielles qui dépendent de l'amplitude d'entrée de $X$ dès qu'elle devient trop élevée. @@ -293,3 +298,8 @@ Le cycle limite est stable si l'intersection de $T_{BO}(j\omega)$ et de $-\frac{ \includegraphics[scale=0.4]{2/424-7.png} \end{figure} \end{document} + +%%% Local Variables: +%%% mode: latex +%%% TeX-master: "main" +%%% End: