测试技术-第二章-测试系统的基本特性.pptx

2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;频率保持特性的简要证明：;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;3.频率响应的应用;分别为，时，试分别求系统稳态输出。

;应用实例：;2024/3/13;注意

输入信号通过线性装置后频率不变；

各频率分量的幅值和初相位都发生相应的变化，取决于装置的幅频特性和相频特性。

此外

时域中求解微分方程或者卷积运算复杂困难；

频域求解运算简单，概念清晰。;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;3.测量系统对任意输入的响应的物理解释;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;a)忽略质量的弹簧阻尼系统

b)RC电路c)液柱式温度计;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;;负值表示相角的滞后;动态测试不失真的条件;在某一频率范围内，误差不超过一定限度

?认为不失真。;ωt1,A(ω)≈1;t为一阶系统的时间常数;幅、相频图;例?:;2.一阶测试系统在典型输入下的响应;一阶测试系统在单位阶跃输入下的响应;一阶系统的单位阶跃响应;任何一个测试系统，都需要通过实验的方法来确定系统输入、输出关系，这个过程称为标定。即使经过标定的测试系统，也应定期校准，这实际上就是要测定系统的特性参数。;2024/3/13;a.稳态响应法〔通用实验法〕;从接近零频率的足够低的频率开始，以增量方式逐点增加w到较高频率，直到输出量减小到初始输出幅值的一半为止，即可得到A(w)-w；j(w)-w特性曲线。;对于一阶测试系统，主要特性参数是时间常数t，可以通过幅频、相频特性数据直接计算t值。;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;阶跃响应法小结：;输入一阶跃函数x(t)?;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;2024/3/13;4)、当w=wn时，;动态测试不失真的条件;1)、二阶系统主要动态性能指标：wn、x;;二阶系统的波德图;二阶系统〔0ζ1〕的奈魁斯特图形取决于阻尼比ζ，与虚轴的交点分别表示固有频率下的幅值。;2.二阶测试系统在典型输入下的响应;式中;二阶系统单位阶跃响应的特点：

因为y(?)=1，所以无稳态误差；

当0ζ1，输出为阻尼正弦振荡，幅值衰减速度取决于ζ和?n，幅值随ζ减小而加大，?n越高，响应越快；

当ζ=0，超调量为100%，等幅振荡，达不到稳态；

当ζ≥1，为两个一阶系统的串联，输出无振荡，但需较长时间才能到达稳态；

当ζ=0.6~0.8，可以较快地〔大约(5~7)/?n〕进入距稳态2%~5%的范围，且超调量小于10%。;任何一个测试系统，都需要通过实验的方法来确定系统输入、输出关系，这个过程称为标定。即使经过标定的测