哈工大機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)大作業(yè)一正弦整流波

1、HarbinInstituteofTechnology機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)大作業(yè)題目：信號(hào)的分析與系統(tǒng)特性 班級(jí)： 1208105 班 作者：馬亮學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：李躍峰設(shè)計(jì)時(shí)間：哈爾濱工業(yè)大學(xué)目錄 3、討論信號(hào)參數(shù)的取值，使得輸出信號(hào)的失真小機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)課程大作業(yè)任務(wù)書(shū)題目一：信號(hào)的分析與系統(tǒng)特性作業(yè)要求：(1) 要求學(xué)生利用第 1 章所學(xué)知識(shí)，求解信號(hào)的幅頻譜和相頻譜，并畫圖表示出來(lái)。(2) 分析其頻率成分分布情況。教師可以設(shè)定信號(hào)周期 T0 及幅值 A ，每個(gè)學(xué)生的取值不 同，避免重復(fù)。(3) 利用第 2 章所學(xué)內(nèi)容，畫出表中所給出的系統(tǒng) H (s)的伯德圖，教師設(shè)定時(shí)間常數(shù) 或

2、阻尼比 和固有頻率 n 的取值，每個(gè)同學(xué)取值不同，避免重復(fù)。(4) 對(duì)比 2、3 圖分析將 2 所分析的信號(hào)作為輸入 x(t) ，輸入給 3 所分析的系統(tǒng) H(s) ，求 解其輸出 y(t) 的表達(dá)式，并且討論信號(hào)的失真情況(幅值失真與相位失真)若想減小失真，應(yīng) 如何調(diào)整系統(tǒng) H (s)的參數(shù)。信號(hào)與系統(tǒng)參數(shù)：信號(hào)類型傳遞函數(shù)系統(tǒng)參數(shù)值波形圖正弦0.005 ，0.010.015 ，0.02 等A整流0T0/2 T0t教師指定表 1 信號(hào)與系統(tǒng)參數(shù)一、正弦整流信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式1、正弦整流信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式2、時(shí)域信號(hào)的傅里葉變換常值分量余弦分量的幅值正弦分量的幅值則正弦整流信號(hào)可分解為：則可繪制頻

3、譜圖如下圖 1.1 單邊幅頻譜圖圖 1.2 雙邊幅頻譜圖由上述展開(kāi)形式繪制相頻譜圖如下圖 1.3 正弦整流的相頻譜圖二，頻率成分分布情況由信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)形式及其頻譜圖可以看出，正弦整流由常值分量、一系列余弦波疊加而成的。余弦波為基波的偶次諧波，幅值以 的規(guī)律收斂，其諧波的初相位均為零。三，系統(tǒng)分析1，一階系統(tǒng)在 Matlab 軟件中輸入 Num=1;Den=0.0151;回車后，即可得到該系統(tǒng)Bode(num,den);Bode 圖如圖 1.4圖 1.4 一階系統(tǒng) Bode 圖2，二階系統(tǒng)在 Matlab 軟件中輸入回車后，即可得到該系統(tǒng)Num=0.001;Den=10.00050.0000

4、25;Bode(num,den);Bode 圖如圖 1.5圖 1.5 二階系統(tǒng) Bode 圖四，系統(tǒng)響應(yīng)分析1、一階系統(tǒng)響應(yīng)正弦整流信號(hào)根據(jù)線性系統(tǒng)的疊加原理系統(tǒng)對(duì)信號(hào)的響應(yīng)是對(duì)各頻率成分響應(yīng)的疊加，對(duì)于每一個(gè)成分上式中取 A=8， T0=8ms，則各個(gè)頻率成分的幅值失真為相位失真為 由此可以得出結(jié)論：若想減小失真，應(yīng)減小一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)2、二階系統(tǒng)響應(yīng)正弦整流信號(hào)根據(jù)線性系統(tǒng)的疊加原理系統(tǒng)對(duì)信號(hào)的響應(yīng)是對(duì)各頻率成分響應(yīng)的疊加，對(duì)于每一個(gè)成分上式中取 A=8， T0=8ms,則各個(gè)頻率成分的幅值失真為相位失真為由此可以得出結(jié)論：若想減小失真，阻尼比 宜選在 0.650.70 之間，輸入信號(hào)中不可忽視的最高頻率應(yīng)小 于 ，同時(shí)固有頻率 。3、討論信號(hào)參數(shù)的取值，使得輸出信號(hào)的失真小對(duì)于線性系統(tǒng) ,正弦函數(shù)的輸出和輸入滿足關(guān)系 :（）隨著時(shí)間 的減小，失真越小，如下圖分別為 和 時(shí)的輸出圖像 對(duì)于二階系統(tǒng)，正弦函數(shù)的輸出和輸入滿足關(guān)系 :正弦整流經(jīng)過(guò)傳遞函數(shù)后的整體輸出為各個(gè)子三角函數(shù)輸