機(jī)械工程測(cè)試第三章測(cè)試系統(tǒng)的基本特性

主要內(nèi)容4.測(cè)試系統(tǒng)不失真?zhèn)鬟f信號(hào)的條件3.測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)傳遞特性2.測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)傳遞特性1.測(cè)試系統(tǒng)概述第3章測(cè)試系統(tǒng)的基本特性3.1測(cè)試系統(tǒng)概述控制系統(tǒng)

一般來(lái)講，系統(tǒng)是一個(gè)由若干互有關(guān)聯(lián)的單元組成的并具有某種功能以用來(lái)達(dá)到某些特定目的的有機(jī)整體，其意義十分廣泛。心電圖機(jī)心臟跳動(dòng)心電圖波形信號(hào)作用于系統(tǒng)產(chǎn)生響應(yīng)舉例：心電圖機(jī)3.1測(cè)試系統(tǒng)概述3.1測(cè)試系統(tǒng)概述光電池V溫度計(jì)簡(jiǎn)單測(cè)試系統(tǒng)加速度計(jì)帶通濾波器包絡(luò)檢波器3.1測(cè)試系統(tǒng)概述復(fù)雜測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)的基本構(gòu)成框圖3.1測(cè)試系統(tǒng)概述被測(cè)對(duì)象測(cè)量裝置試驗(yàn)裝置數(shù)據(jù)處理裝置顯示記錄裝置測(cè)試系統(tǒng)是執(zhí)行測(cè)試任務(wù)的傳感器、儀器和設(shè)備的總稱。3.1測(cè)試系統(tǒng)概述輸入x(t)X(ω)輸入y(t)Y(ω)H(ω)系統(tǒng)h(t)系統(tǒng)分析中的三類問題x(t)、y(t)可測(cè)，推斷系統(tǒng)的傳遞特性h(t);系統(tǒng)辨識(shí)系統(tǒng)預(yù)測(cè)系統(tǒng)反求y(t)、h(t)已知，推斷系統(tǒng)的輸入x(t)。x(t)、h(t)已知，估計(jì)系統(tǒng)的輸出y(t);理想的測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)該具有單值的、確定的輸入－輸出關(guān)系。對(duì)于每一輸入量都應(yīng)該只有單一的輸出量與之對(duì)應(yīng)。知道其中一個(gè)量就可以確定另一個(gè)量。其中以輸出和輸入成線性關(guān)系最佳。xyxy線性xy線性3.1測(cè)試系統(tǒng)概述非線性由于對(duì)線性定常系統(tǒng)進(jìn)行分析的理論和方法最為基礎(chǔ)、最成熟，同時(shí)其它系統(tǒng)通過(guò)某種假設(shè)后可近似作為線性定常系統(tǒng)來(lái)處理。因此，在這里我們僅討論線性、時(shí)不變系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱為線性定常系統(tǒng)，它可以用常微分方程來(lái)描述。3.1測(cè)試系統(tǒng)概述系統(tǒng)具有單一、確定的輸入輸出關(guān)系，系統(tǒng)特性不隨時(shí)間的推移而發(fā)生變化。線性時(shí)不變系統(tǒng)x(t)y(t)i(t)RCRC低通濾波系統(tǒng)一階線性時(shí)不變系統(tǒng)電路電壓平衡關(guān)系方程其中電流系統(tǒng)的一階微分方程線性系統(tǒng)的微分方程描述3.1測(cè)試系統(tǒng)概述mkCx(t)y(t)彈簧阻尼質(zhì)質(zhì)量系統(tǒng)系統(tǒng)的二階階微分方程程二階線性時(shí)時(shí)不變系統(tǒng)統(tǒng)線性系統(tǒng)的的微分方程程描述3.1測(cè)測(cè)試系統(tǒng)概概述12/7/202211t為時(shí)間自變量；系數(shù)和均為不隨時(shí)間變化的常數(shù)。一般n≥m,并稱n為線性系統(tǒng)的階數(shù)。線性系統(tǒng)的的微分方程程描述3.1測(cè)測(cè)試系統(tǒng)概概述一般的線性性時(shí)不變系系統(tǒng)疊加性：系統(tǒng)對(duì)各輸輸入之和的的輸出等于于各單個(gè)輸輸入的輸出出之和。比例性：常數(shù)倍輸入入所得的輸輸出等于原原輸入所得得輸出的常常數(shù)倍。線性系統(tǒng)的的特性3.1測(cè)測(cè)試系統(tǒng)概概述線性特性（（比例性+疊加性））系統(tǒng)對(duì)原輸輸入信號(hào)微微分的響應(yīng)應(yīng)等于原輸輸出信號(hào)的的微分。系統(tǒng)輸入提提前或延遲遲時(shí)間t0，輸出出也相相應(yīng)提提前或或延遲遲時(shí)間t0，并保保持原原有輸輸出波波形不不變。。線性系系統(tǒng)的的特性性3.1測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)概概述時(shí)不變變特性性微分特特性當(dāng)初始始條件件為零零時(shí)，，系統(tǒng)統(tǒng)對(duì)原原輸入入信號(hào)號(hào)積分分的輸輸出等等于原原輸出出信號(hào)號(hào)的積積分。。若系統(tǒng)統(tǒng)的輸輸入為為某一一頻率率的諧諧波信信號(hào)，，則系系統(tǒng)的的穩(wěn)態(tài)態(tài)輸出出將為同同一頻頻率的的諧波波信號(hào)號(hào)。線性系系統(tǒng)的的特性性3.1測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)概概述積分特特性頻率保保持特特性線性系系統(tǒng)具具有頻頻率保保持特特性的的含義義是輸輸入信信號(hào)的的頻率率成分分通過(guò)線性性系統(tǒng)統(tǒng)后仍仍保持持原有有的頻頻率成成分。。如果果發(fā)現(xiàn)現(xiàn)輸入入和輸輸出信號(hào)的的頻率率成分分不同同，則則該系系統(tǒng)就就不是是線性性系統(tǒng)統(tǒng)。如余弦弦信號(hào)號(hào)通過(guò)過(guò)非線線性系系統(tǒng)（（二極極管）），則則輸出出被整整流，，其頻頻率成成分被被改變變。輸入信號(hào)輸出信號(hào)非線性系統(tǒng)特性頻率特性線性系系統(tǒng)的的特性性3.1測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)概概述靜態(tài)測(cè)測(cè)量:測(cè)量過(guò)過(guò)程中中，被被測(cè)量量不隨隨時(shí)間間的變變化而而變化化，或或雖隨隨時(shí)間間變化化但變變化緩緩慢以以致可可以忽忽略的的測(cè)量量。靜態(tài)傳傳遞特特性:描述測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)靜靜態(tài)測(cè)測(cè)量時(shí)時(shí)的輸輸入——輸出出關(guān)系系的方方程、、圖形形、參參數(shù)等等。傳遞特特性:測(cè)試系系統(tǒng)的的輸入入—輸輸出之之間存存在的的某些些聯(lián)系系。3.2測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的的靜態(tài)態(tài)傳遞遞特性性輸入、、輸出出對(duì)時(shí)時(shí)間的各階階導(dǎo)數(shù)數(shù)為零零3.2測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的的靜態(tài)態(tài)傳遞遞特性性靜態(tài)傳遞方方程對(duì)于線線性系系統(tǒng)當(dāng)輸入入與輸輸出的的量綱綱相同同時(shí)，，則靈靈敏度度是一一個(gè)無(wú)無(wú)量綱綱的數(shù)數(shù)，常常稱之之為““放放大倍倍數(shù)””。yx△x△y測(cè)試系系統(tǒng)在在靜態(tài)態(tài)測(cè)量量時(shí)，，輸出出量的的增量量與輸輸入量量的增增量之之比的的極限限值。。3.2測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的的靜態(tài)態(tài)傳遞遞特性性靈敏度度yxΔLmaxyxΔLmax端基直線最小二乘直線AA定度曲曲線接接近擬擬合直直線的的程度度稱為為測(cè)試試系統(tǒng)統(tǒng)的線線性度度。3.2測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的的靜態(tài)態(tài)傳遞遞特性性線性度度yxhmaxA輸入量量由小小增大大或由由大減減小過(guò)過(guò)程中中，對(duì)對(duì)應(yīng)于于同一一輸入入會(huì)得得到不不同輸輸出，，兩者者差值值稱為為遲滯。全量程程范圍圍內(nèi)的的最大大遲滯滯差值值與標(biāo)標(biāo)稱滿滿量程程輸出出的比比值的的百分分率，，稱為為回程誤誤差。3.2測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的的靜態(tài)態(tài)傳遞遞特性性回程誤誤差是與評(píng)評(píng)價(jià)測(cè)測(cè)試裝裝置產(chǎn)產(chǎn)生的的測(cè)量量誤差差大小小有關(guān)關(guān)的指指標(biāo)。。又稱為為死區(qū)區(qū)，用用來(lái)衡衡量測(cè)測(cè)量起起始點(diǎn)點(diǎn)不靈靈敏的的程度度。在一定定的工工作條條件下下，保保持輸輸入信信號(hào)不不變時(shí)時(shí)，輸輸出信信號(hào)隨隨時(shí)間間或溫度度變化化而出出現(xiàn)的的緩慢慢變化化程度度。3.2測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的的靜態(tài)態(tài)傳遞遞特性性靈敏閥閥穩(wěn)定性性精度是指測(cè)測(cè)試裝裝置能能正常常測(cè)量量最小小輸入入量和和最大大輸入入量之之間的的范圍圍。是與與測(cè)測(cè)試試裝裝置置無(wú)無(wú)故故障障工工作作時(shí)時(shí)間間長(zhǎng)長(zhǎng)短短有有關(guān)關(guān)的的一一種種描描述述。。指能能引引起起輸輸出出量量發(fā)發(fā)生生變變化化時(shí)時(shí)輸輸入入量量的的最最小小變變化化量量，，表表明明測(cè)測(cè)試試裝置置分分辨辨輸輸入入量量微微小小變變化化的的能能力力。。3.2測(cè)測(cè)試試系系統(tǒng)統(tǒng)的的靜靜態(tài)態(tài)傳傳遞遞特特性性測(cè)量量范范圍圍分辨辨力力可靠靠性性若測(cè)測(cè)試試系系統(tǒng)統(tǒng)在在任任意意輸輸入入信信號(hào)號(hào)x(t)的的輸輸出出信信號(hào)號(hào)為為y(t)，，如果果已已知知x(t)，，是是否否可可以以在在理理論論上上求求出出y(t)？？系統(tǒng)3.3測(cè)測(cè)試試系系統(tǒng)統(tǒng)的的動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)傳傳遞遞特特性性動(dòng)態(tài)態(tài)傳傳遞遞特特性性的的時(shí)時(shí)域域描描述述系統(tǒng)統(tǒng)系統(tǒng)h(t)為為單單位位脈脈沖沖響響應(yīng)應(yīng)，，它它反反映映了了系系統(tǒng)統(tǒng)的的傳傳輸輸特特性性。。條件件：：在在輸輸入入前前，，系系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)內(nèi)沒沒有有儲(chǔ)儲(chǔ)存存信信號(hào)號(hào)（（零零狀狀態(tài)態(tài)））響應(yīng)應(yīng)h(t)單位位脈脈沖沖函函數(shù)數(shù)δ(t)3.3測(cè)測(cè)試試系系統(tǒng)統(tǒng)的的動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)傳傳遞遞特特性性動(dòng)態(tài)態(tài)傳傳遞遞特特性性的的時(shí)時(shí)域域描描述述系統(tǒng)3.3測(cè)測(cè)試試系系統(tǒng)統(tǒng)的的動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)傳傳遞遞特特性性動(dòng)態(tài)態(tài)傳傳遞遞特特性性的的時(shí)時(shí)域域描描述述系統(tǒng)響應(yīng)h(t-ti)單位脈沖函數(shù)δ(t-ti)系統(tǒng)響應(yīng)x(0)Δt·h(t)窄條信號(hào)x(0)Δt系統(tǒng)響應(yīng)x(ti)Δt·h(t-ti)窄條信號(hào)x(ti)Δt因此此由由很很多多窄窄條條疊疊加加而而成成的的x(t)所所引引起起的的總總的的響響應(yīng)應(yīng)y(t)應(yīng)為為各各窄窄條條分分別別的的響響應(yīng)應(yīng)之之和和。。Δt→0系統(tǒng)3.3測(cè)測(cè)試試系系統(tǒng)統(tǒng)的的動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)傳傳遞遞特特性性動(dòng)態(tài)態(tài)傳傳遞遞特特性性的的時(shí)時(shí)域域描描述述τ=ti卷積積(t的的函函數(shù)數(shù))公式式說(shuō)說(shuō)明明測(cè)測(cè)試試檢檢測(cè)測(cè)系系統(tǒng)統(tǒng)對(duì)對(duì)任任意意輸輸入入x(t)的的響響應(yīng)應(yīng)y(t)是是輸輸入入信信號(hào)號(hào)x(t)與與該該系系統(tǒng)統(tǒng)的的單單位位脈脈沖沖響響應(yīng)應(yīng)信信號(hào)號(hào)h(t)的的卷卷積積。。所所以以h(t)標(biāo)標(biāo)志志著著一一個(gè)個(gè)測(cè)測(cè)試試系系統(tǒng)統(tǒng)的的信信號(hào)號(hào)傳傳輸輸特特性性，，稱稱為為一一個(gè)個(gè)測(cè)測(cè)試試系系統(tǒng)統(tǒng)的的脈沖沖響響應(yīng)應(yīng)函函數(shù)數(shù)。。3.3測(cè)測(cè)試試系系統(tǒng)統(tǒng)的的動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)傳傳遞遞特特性性動(dòng)態(tài)態(tài)傳傳遞遞特特性性的的時(shí)時(shí)域域描描述述根據(jù)據(jù)卷卷積積定定理理，，兩兩函函數(shù)數(shù)的的時(shí)時(shí)域域卷卷積積與與它它們們各各自自的的頻頻譜譜密密度度函函數(shù)數(shù)（（付付立立葉葉變變換換））的的乘乘積積相相對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)。。公式式含含義義：：輸輸入入信信號(hào)號(hào)的的頻頻譜譜與與脈脈沖沖響響應(yīng)應(yīng)函函數(shù)數(shù)的的付付立立葉葉變變換換相相乘乘就就可可以以得得到到輸輸出出信信號(hào)號(hào)的的頻頻譜譜。。脈沖沖響響應(yīng)應(yīng)函函數(shù)數(shù)的的付付里里葉葉變變換換H(ω)標(biāo)標(biāo)志志著著系系統(tǒng)統(tǒng)在在頻頻域域內(nèi)內(nèi)對(duì)對(duì)信信號(hào)號(hào)作作用用的的特特性性，，稱稱為為頻率率響響應(yīng)應(yīng)函函數(shù)數(shù)。兩邊邊同同時(shí)時(shí)作作付付里里葉葉變變換換3.3測(cè)測(cè)試試系系統(tǒng)統(tǒng)的的動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)傳傳遞遞特特性性動(dòng)態(tài)態(tài)傳傳遞遞特特性性的的頻頻域域描描述述付里葉變換3.3測(cè)測(cè)試試系系統(tǒng)統(tǒng)的的動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)傳傳遞遞特特性性動(dòng)態(tài)態(tài)傳傳遞遞特特性性的的頻頻域域描描述述線性性系系統(tǒng)統(tǒng)的的頻頻率率響響應(yīng)應(yīng)函函數(shù)數(shù)傳遞遞函函數(shù)數(shù)與與頻頻率率響響應(yīng)應(yīng)函函數(shù)數(shù)3.3測(cè)測(cè)試試系系統(tǒng)統(tǒng)的的動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)傳傳遞遞特特性性動(dòng)態(tài)態(tài)傳傳遞遞特特性性的的頻頻域域描描述述s=jω一般般情情況況下下，，H(ω)是是復(fù)復(fù)函函數(shù)數(shù)，，可可寫寫成成幅頻頻特特性性相頻頻特特性性3.3測(cè)測(cè)試試系系統(tǒng)統(tǒng)的的動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)傳傳遞遞特特性性動(dòng)態(tài)態(tài)傳傳遞遞特特性性的的頻頻域域描描述述幅頻頻特特性性與與相相頻頻特特性性3.3測(cè)測(cè)試試系系統(tǒng)統(tǒng)的的動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)傳傳遞遞特特性性動(dòng)態(tài)態(tài)傳傳遞遞特特性性的的頻頻域域描描述述從系系統(tǒng)統(tǒng)最最低低測(cè)測(cè)量量頻頻率率fmin到最最高高測(cè)測(cè)量量頻頻率率fmax，逐步步增增加加正正弦弦激激勵(lì)勵(lì)信信號(hào)號(hào)頻頻率率f，，記記錄錄下下各頻頻率率對(duì)對(duì)應(yīng)應(yīng)的的幅幅值值比比和和相相位位差差，，繪繪制制就得得到到系系統(tǒng)統(tǒng)幅幅頻頻和和相相頻頻特特性性。。H(ω)也也可可以以表表示示成成實(shí)實(shí)部部P(ω)和和虛虛部部Q(ω)之之和和的的形形式式：：3.3測(cè)測(cè)試試系系統(tǒng)統(tǒng)的的動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)傳傳遞遞特特性性動(dòng)態(tài)態(tài)傳傳遞遞特特性性的的頻頻域域描描述述實(shí)頻頻特特性性與與虛虛頻頻率率特特性性x(t)y(t)i(t)RCRC低通通濾波系系統(tǒng)系統(tǒng)的一一階微分分方程分分別為：：彈簧阻尼尼系統(tǒng)kCx(t)y(t)3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性一階系統(tǒng)統(tǒng)的頻率率響應(yīng)特特性式中，y——系統(tǒng)統(tǒng)輸出量量；x——系統(tǒng)統(tǒng)輸入量量；——時(shí)間間常數(shù)；；S——系統(tǒng)統(tǒng)靈敏度度。3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性一階系統(tǒng)統(tǒng)的頻率率響應(yīng)特特性一階系統(tǒng)統(tǒng)微分方方程的通通式一階系統(tǒng)統(tǒng)頻率響響應(yīng)特性性為分析方方便起見見，令系系統(tǒng)靈敏敏度S=1。幅頻特性性相頻特性性3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性一階系統(tǒng)統(tǒng)的頻率率響應(yīng)特特性3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性一階系統(tǒng)統(tǒng)的頻率率響應(yīng)特特性一階系統(tǒng)統(tǒng)的幅頻頻曲線和和相頻曲曲線3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性一階系統(tǒng)統(tǒng)的頻率率響應(yīng)特特性一階系統(tǒng)統(tǒng)的伯德德圖3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性一階系統(tǒng)統(tǒng)的頻率率響應(yīng)特特性一階系統(tǒng)統(tǒng)的奈奎奎斯特圖圖由圖可見見一階系系統(tǒng)頻率率特性的的特點(diǎn)：：3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性一階系統(tǒng)統(tǒng)的頻率率響應(yīng)特特性【例題】】用一一個(gè)一階階系統(tǒng)作作100Hz正正弦信號(hào)號(hào)測(cè)量。。(1)如如果要求求限制振振幅誤差差在5%以內(nèi)，，則時(shí)間間常數(shù)應(yīng)應(yīng)取多少少？(2)若若用具有有該時(shí)間間常數(shù)的的同一系系統(tǒng)作50Hz信號(hào)的的測(cè)試，，此時(shí)的的振幅誤誤差和相相角差各各是多少少？3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性一階系統(tǒng)統(tǒng)的頻率率響應(yīng)特特性mkCx(t)y(t)彈簧阻尼尼質(zhì)量系系統(tǒng)3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性二階系統(tǒng)統(tǒng)的頻率率響應(yīng)特特性二階系統(tǒng)統(tǒng)微分方方程二階系統(tǒng)統(tǒng)微分方方程的通通式作歸一化化處理，，令S=1，二二階系統(tǒng)統(tǒng)的頻率率響應(yīng)函函數(shù)為：：幅頻特性性相頻特性性3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性二階系統(tǒng)統(tǒng)的頻率率響應(yīng)特特性幅頻特性性曲線相頻特性性曲線二階系統(tǒng)統(tǒng)的伯德德圖3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性二階系統(tǒng)統(tǒng)的頻率率響應(yīng)特特性幅頻特性性相頻特性性實(shí)頻特性性虛頻特性性3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性二階系統(tǒng)統(tǒng)的頻率率響應(yīng)特特性二階系統(tǒng)統(tǒng)的奈奎奎斯特圖圖信號(hào)通過(guò)過(guò)系統(tǒng)在在時(shí)域內(nèi)所得的響響應(yīng)（輸輸出）是是輸入信信號(hào)與系系統(tǒng)的脈脈沖響應(yīng)應(yīng)函數(shù)的的卷積；；在頻域內(nèi)響應(yīng)信號(hào)號(hào)的頻譜譜函數(shù)是是輸入信信號(hào)的頻頻譜函數(shù)數(shù)與系統(tǒng)統(tǒng)的頻響響函數(shù)的的乘積。。其中，3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性信號(hào)通過(guò)過(guò)系統(tǒng)的的時(shí)頻域域響應(yīng)所以此時(shí)，可可分別表表達(dá)為幅幅值運(yùn)算算和相位位運(yùn)算即(幅值相相乘)(相位相相加)3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性信號(hào)通過(guò)過(guò)系統(tǒng)的的時(shí)頻域域響應(yīng)例題：一一檢測(cè)系系統(tǒng)為二二階線性性系統(tǒng)，，其頻響響函數(shù)為為幅頻特性性3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性信號(hào)通過(guò)過(guò)系統(tǒng)的的時(shí)頻域域響應(yīng)相頻特性性系統(tǒng)的沖沖激響應(yīng)應(yīng)h(t)系統(tǒng)的幅幅、相頻頻特性曲曲線3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性信號(hào)通過(guò)過(guò)系統(tǒng)的的時(shí)頻域域響應(yīng)輸入信號(hào)號(hào)的幅、、相頻特特性現(xiàn)輸入信信號(hào)為：：3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性信號(hào)通過(guò)過(guò)系統(tǒng)的的時(shí)頻域域響應(yīng)則輸出信信號(hào)為：：3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性信號(hào)通過(guò)過(guò)系統(tǒng)的的時(shí)頻域域響應(yīng)1.282.00.326-0.9π-0.1π頻域計(jì)算算則為幅幅頻相乘乘，相頻頻相加。。3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性信號(hào)通過(guò)過(guò)系統(tǒng)的的時(shí)頻域域響應(yīng)系統(tǒng)特性性識(shí)別試試驗(yàn)原理理框圖3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性測(cè)試系統(tǒng)統(tǒng)動(dòng)態(tài)特特性的識(shí)識(shí)別頻率響應(yīng)應(yīng)法信號(hào)發(fā)生器功率放大識(shí)別對(duì)象放大器XY記錄儀相位測(cè)量幅值測(cè)量數(shù)字信號(hào)分析儀依次用不不同頻率率fi的簡(jiǎn)諧信信號(hào)去激激勵(lì)被測(cè)測(cè)系統(tǒng)，，同時(shí)測(cè)測(cè)出激勵(lì)勵(lì)和系統(tǒng)統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)態(tài)輸出的的幅值、、相位，，得到幅幅值比Ai、相位差差φi。頻率響應(yīng)應(yīng)法依據(jù)：頻頻率保持持性若x(t)=Asin(ωt+φx)則y(t)=Bsin(ωt+φy)3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性測(cè)試系統(tǒng)統(tǒng)動(dòng)態(tài)特特性的識(shí)識(shí)別3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性測(cè)試系統(tǒng)統(tǒng)動(dòng)態(tài)特特性的識(shí)識(shí)別從系統(tǒng)最最低測(cè)量量頻率fmin到最高高測(cè)量頻頻率fmax，逐步增增加正弦激勵(lì)勵(lì)信號(hào)頻頻率f，，記錄下下各頻率率對(duì)應(yīng)的的幅值比比和相位位差，繪制就得得到系統(tǒng)統(tǒng)幅頻和和相頻特特性。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，信信號(hào)發(fā)生生器，雙雙蹤示波波器缺點(diǎn)：效效率低3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性測(cè)試系統(tǒng)統(tǒng)動(dòng)態(tài)特特性的識(shí)識(shí)別頻率響應(yīng)應(yīng)法若系統(tǒng)輸輸入信號(hào)號(hào)為單位位階躍信信號(hào)，即即x(t)=u(t),則X(s)=1/s,此時(shí)Y(s)=H(s)/sH(f)時(shí)域波形參數(shù)識(shí)別階躍響應(yīng)應(yīng)法3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性測(cè)試系統(tǒng)統(tǒng)動(dòng)態(tài)特特性的識(shí)識(shí)別階躍響應(yīng)應(yīng)法仿真真實(shí)驗(yàn)3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性測(cè)試系統(tǒng)統(tǒng)動(dòng)態(tài)特特性的識(shí)識(shí)別3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性測(cè)試系統(tǒng)統(tǒng)動(dòng)態(tài)特特性的識(shí)識(shí)別階躍響應(yīng)應(yīng)法仿真真實(shí)驗(yàn)tbMM1實(shí)驗(yàn)求階階躍響應(yīng)應(yīng)函數(shù)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單明了了，產(chǎn)生生一個(gè)階階躍信號(hào)號(hào)，再測(cè)測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)輸出就就可以了了。原理：在在橋中懸懸掛重物物，然后后突然剪剪斷繩索索，產(chǎn)生生階躍激激勵(lì)，再再通過(guò)應(yīng)應(yīng)變片測(cè)測(cè)量橋梁梁動(dòng)態(tài)變變形，得得到橋梁梁固有頻頻率。案例：橋梁固有頻率測(cè)量3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性測(cè)試系統(tǒng)統(tǒng)動(dòng)態(tài)特特性的識(shí)識(shí)別若裝置的的輸人為為單位脈脈沖δ(t)，，因δ(t)的的傅立葉葉變換為為1，有有：Y(f)=H(f)，，或y(t)=F-1[H(S)]優(yōu)點(diǎn)：直觀缺點(diǎn)：簡(jiǎn)單系統(tǒng)統(tǒng)識(shí)別記為h(t)，，稱它為為脈沖響響應(yīng)函數(shù)數(shù)。H(f)固頻、阻尼參數(shù)傅立葉變換3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性測(cè)試系統(tǒng)統(tǒng)動(dòng)態(tài)特特性的識(shí)識(shí)別脈沖響應(yīng)應(yīng)法3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性測(cè)試系統(tǒng)統(tǒng)動(dòng)態(tài)特特性的識(shí)識(shí)別脈沖激振振試驗(yàn)3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性測(cè)試系統(tǒng)統(tǒng)動(dòng)態(tài)特特性的識(shí)識(shí)別懸臂梁固固有頻率率測(cè)量原理：在在橋中設(shè)設(shè)置一三三角形障障礙物，，利用汽汽車礙時(shí)時(shí)的沖擊擊對(duì)橋梁梁進(jìn)行激激勵(lì)，再再通過(guò)應(yīng)應(yīng)變片測(cè)測(cè)量橋梁梁動(dòng)態(tài)變變形，得得到橋梁梁固有頻頻率。案例：橋橋梁固頻頻測(cè)量3.3測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)的動(dòng)動(dòng)態(tài)傳遞遞特性測(cè)試系統(tǒng)統(tǒng)動(dòng)態(tài)特特性的識(shí)識(shí)別失真音樂樂片段不失真音音樂片段段3.4測(cè)測(cè)試系系統(tǒng)不失失真?zhèn)鬟f遞信號(hào)的條條件設(shè)測(cè)試系系統(tǒng)輸出出y(t)與輸輸入x(t)滿滿足關(guān)系