Возмущённое движе́ние, движение механической системы, отличающееся от рассматриваемого невозмущённого движения вследствие изменения начальных условий и действующих сил. Для исследования возмущённого движения широко применяется метод малых отклонений. При малых отклонениях уравнение движения механической системы (например, летательного аппарата) имеет вид:
dtdx1=f1(x1,…,xn),…dtdxn=fn(x1,…,xn),где x1,…,xn – переменные (параметры движения), определяющие движение летательного аппарата, например скорость полёта, угловые скорости, угол атаки, угол скольжения, угол наклона траектории, высота и т. д.; t – время. Предполагается, что известно невозмущённое движение – частный случай решения выписанных уравнений при определённых начальных условиях: x1(0)(t),…,xn(0)(t) (обычно невозмущённому движению отвечают постоянные значения параметров движения).
Пусть начальные условия, заданные в момент времени t0 для системы дифференциальных уравнений, отличаются от значений x1(0)(t),…,xn(0)(t), и пусть в правых частях уравнений появляются дополнительные слагаемые g1(t),…,gn(t), обусловленные влиянием возмущений (например, ветровых). Тогда во многих случаях решение системы уравнений можно искать в виде xi=xi(0)+Δxi (i=1,…,n), где приращения Δxi(t) определяют возмущённое движение [в частности, характер изменения этих приращений во времени при gi(t)=0,Δxi∣t=0=0 определяет устойчивость движения].
Уравнения возмущённого движения имеют вид:
dtdΔx1=f1(x1(0)+Δx1,…,xn(0)+Δxn)−f1(x1(0),…,xn(0))+g1(t),…dtdΔxn=fn(x1(0)+Δx1,…,xn(0)+Δxn)−fn(x1(0),…,xn(0))+gn(t).Если приращения параметров движения достаточно малы, то правые части этой системы уравнений можно упростить, разлагая разности f1(x1(0)+Δx1,…,xn(0)+Δxn)−f1(x1(0),…,xn(0)) в ряд Тейлора, и, отбрасывая малые высшего порядка, выписать линеаризованную систему уравнений возмущённого движения:
dtdΔx1=∂x1∂f1Δx1+…+∂xn∂fnΔxn+g1(t),…dtdΔxn=∂x1∂fnΔx1+…+∂xn∂fnΔxn+gn(t),где ∂xj∂fi=∂xj∂fi[x1(0)(t),…,xn(0)(t)].
Если невозмущённому движению отвечают постоянные значения параметров, то система дифференциальных уравнений возмущённого движения является линейной системой с постоянными коэффициентами. Линеаризованная система уравнений возмущённого движения часто применяется для анализа характеристик поведения механической системы (например, устойчивости).
Ярошевский Василий Александрович. Первая публикация: Авиация: энциклопедия, 1994. Актуализация: 2023.