测试系统特性分析

测试系统特性分析第1页，课件共23页，创作于2023年2月一阶系统的伯德图一阶系统的乃奎斯特图一阶系统特性第2页，课件共23页，创作于2023年2月一阶系统的幅频和相频特性曲线一阶系统特性第3页，课件共23页，创作于2023年2月一阶系统的脉冲响应函数一阶系统特性第4页，课件共23页，创作于2023年2月一阶系统特点：①当激励频率远小于时，其值接近于1，输入、输出值几乎相等。②时间常数是反映一阶系统特性的重要参数。③一阶系统的伯德图可以用一条折线来近似描述。五、一阶系统特性第5页，课件共23页，创作于2023年2月典型二阶系统二阶系统特性第6页，课件共23页，创作于2023年2月测力弹簧秤：六、二阶系统特性1.二阶系统数学模型2.二阶系统的动态特性§3.3测试系统的动态特性第7页，课件共23页，创作于2023年2月二阶系统的伯德图二阶系统的乃奎斯特图六、二阶系统特性§3.3测试系统的动态特性第8页，课件共23页，创作于2023年2月二阶系统的幅频和相频曲线六、二阶系统特性§3.3测试系统的动态特性第9页，课件共23页，创作于2023年2月六、二阶系统特性§3.3测试系统的动态特性第10页，课件共23页，创作于2023年2月3.二阶系统特点：①当时，;当时，此频域上几乎测不出信号。②影响二阶系统动态特性的参数是固有频率和阻尼比

。③二阶系统的伯德图可以用折线来近似。④在段，甚小，且和频率近似成正比增加。⑤二阶系统是一个振荡环节。六、二阶系统特性§3.3测试系统的动态特性第11页，课件共23页，创作于2023年2月例3-1某测试装置为一阶时不变系统，其传递函数为。求其对周期信号的稳态响应。解：该装置的频率响应函数为：输入信号x(t)由圆频率为：两斜波分量构成，其频谱中相应的幅值和相位为：第12页，课件共23页，创作于2023年2月测试装置对该两频率信号分量的增益和相移为：根据线性时不变系统的频率保持性和线性叠加性可知，该装置对输入信号的稳态响应为：第13页，课件共23页，创作于2023年2月例：求传递函数为H(S)=的系统对正弦输入x(t)=10sin(62.8t)的稳态响应y(t)，并求出幅值误差和相位误差。解：由频率保持性知y(t)=10|H(ω)|sin(62.8t+φ(ω))且｜H(ω)｜=φ(w)=－arctg(τω)=－tg-1(0.01×62.8)=－32°∴y(t)=42.3sin(62.8t－32°)∴幅值误差为5×10－42.3=7.7，相位误差为32°第14页，课件共23页，创作于2023年2月例：用一阶测量仪器测量100Hz的正弦信号，如果要求振幅的测量误差小于5%，问仪器的时间常数T的取值范围。若用该仪器测50Hz的正弦信号，相应的振幅误差和相位滞后是多少？解：一阶装置,仍有用该仪器测50Hz的正弦信号，有，同一f，T越大，测量误差越小。令f=100Hz,测量误差小于5%，即,求出秒即振幅误差是1.32%，相位滞后是-9.32º。第15页，课件共23页，创作于2023年2月§3.4测试系统对任意输入的响应第16页，课件共23页，创作于2023年2月系统对任意输入的响应从时域上看来，系统(或装置)的输出是输入与该系统(装置)脉冲响应函数的卷积。§3.4测试系统对任意输入的响应第17页，课件共23页，创作于2023年2月§3.5测试系统不失真测试条件第18页，课件共23页，创作于2023年2月对上式做傅立叶变换：幅频特性：相频特性：A(ω)不等于常数引起的失真称为幅值失真

φ(ω)与ω的非线性关系引起的失真称为相值失真§3.5测试系统不失真测试条件第19页，课件共23页，创作于2023年2月§3.5测试系统不失真测试条件第20页，课件共23页，创作于2023年2月测试系统特性参数的实验测定1、频率响应法系统固有频率和阻尼比。固有频率为系统幅频特性曲线峰值点对应的频率，阻尼系数则可以由峰值点附近的两个半功率点的频率计算§3.6测试系统特性的实验测定第21页，课件共23页，创作于2023年2月2、阶跃响应法系统输出值达到最终稳态值的63%所经过的时间作为时间常数取系统响应信号一个振荡周期的时间tb,可近似计算出系统的固有频率：fn=1/tb

取系统响应信号相邻两个振荡周期的过调量M和M1,可近似计算出系统的阻尼系数：§3.6测试系统特性的实验测定第22页，课件共23页，创作于2023年2月减小负载效应的方法：1.提高后续环节(负载)的输入阻抗。

2.在原来两个相连接的环节中，插入高输入阻抗，低输出阻抗的