2测试系统的基本特征.ppt

以代入H(s)式，得到频响函数，说明频率响应函数是传递函数的特例。频响函数的含义是一系统对输入与输出皆为正弦信号传递关系的描述。它反映了系统稳态输出与输入之间的关系，也称为正弦传递函数。对于一阶测试系统，主要特性参数是时间常数?，可以通过幅频、相频特性数据直接计算?值。一阶系统的频率特性：1、一阶系统是一个低通环节。只有当?远小于1/?时，幅频响应才接近于1，只适用于被测量缓慢或低频的参数。负值表示相角的滞后2、幅频特性降为原来的0.707（即－3dB)，相位角滞后45o,时间常数?决定了测试系统适应的工作频率范围。⒌典型系统的频率响应特性传递函数温度湿度酒精阶跃响应0.63一阶系统主要的动态特性参数是时间常数。⒌典型系统的频率响应特性⒌典型系统的频率响应特性乃奎斯特图幅频、相频曲线伯德图在动圈式电表中，由永久磁钢所形成的磁场和通电线圈所形成的动圈磁场相互作用而产生的电磁转矩使线圈产生偏转运动，如图所示，动圈作偏转运动的方程式为⒌典型系统的频率响应特性2二阶系统（Second-ordersystem）称重(应变片)加速度(压电)数学表述：传递函数：频率响应函数：⒌典型系统的频率响应特性K＝1静态灵敏度(Transductionconstant)系统固有频率(Thenaturalfrequency)阻尼比(Dampingratio)对二阶系统而言，主要的动态特性参数是系统固有频率和阻尼系数。⒌典型系统的频率响应特性Bode图⒌典型系统的频率响应特性当时，H(?)?1当时，H(?)?0固有频率和阻尼比影响二阶系统的动态特性；当时，系统共振。时，?(?)很小，时，?(?)趋近180?当时，?(?)变化剧烈。一般：阻尼系数的作用⒌典型系统的频率响应特性任何一个测试系统，都需要通过实验的方法来确定系统输入、输出关系，这个过程称为定标。即使经过定标的测试系统，也应当定期校准，这实际上就是要测定系统的特性参数。2.6测试系统动态特性的测定目的：在作动态参数检测时，要确定系统的不失真工作频段是否符合要求。方法：用标准信号输入，测出其输出信号，从而求得需要的特性。标准信号:正弦信号、脉冲信号和阶跃信号。二.测试系统的基本特征1、稳态响应法理论依据：方法：输入各种频率的正弦信号，检测系统的输出信号，作出对应频率成分的输出与输入信号的幅值比（幅频特性）和相位差（相频特性）。是最为精确的方法。⒍测试系统动态特性的测定一阶系统的幅频、相频特性⒍测试系统动态特性的测定对于二阶系统，通常通过幅频特性曲线估计其固有频率?n和阻尼比?。⒍测试系统动态特性的测定据理论分析，欠阻尼系统（?1)幅频特性曲线峰值?r不在固有频率?n处，而满足：在ω＝ωn处输出与输入的相位差为90o，曲线在该点的斜率反映了阻尼比的大小。缺点：相位的精确测量很难实现。⒍测试系统动态特性的测定传递函数最大幅值法：固有频率和阻尼率估计⒍测试系统动态特性的测定0.7072、脉冲响应法⒍测试系统动态特性的测定时域波形参数识别优点：直观缺点：简单系统识别⒍测试系统动态特性的测定振幅：振荡频率：振荡周期：⒍测试系统动态特性的测定根据响应曲线上的时标测出系统的振荡频率ωd，再求ωn⒍测试系统动态特性的测定3、阶跃响应法一阶系统：⒍测试系统动态特性的测定0.63二阶系统：阶跃响应函数⒍测试系统动态特性的测定严格的理论分析表明，它是以的圆频率作衰减振荡。阻尼比?越大，超调量M就越小，振荡波形衰减越快⒍测试系统动态特性的测定**主要研究内容：1.建立测试系统的概念2.测试系统特性动、静特性3.了解测试系统特性的测量方法第二章测试系统的基本特性测试技术与信号处理测试系统是测量装置、标定装置和激励装置总称。2.1测试系统概论复杂测试系统(振动测量)系统失真二.测试系统的基本特征简单测试系统(红外体温)无论复杂度如何，把测量装置作为一个系统来看待。问题简化为处理输入量x(t)、系统传输特性h(t)和输出y(t)三者之间的关系。当输入、输出是可测量的(已知)，可以通过它们推断系统的传输特性。由