机械工程测试技术基础 第3版 教学课件 作者 熊诗波 黄长艺第二章机械测试第2章 第三节.ppt

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1、第三节测试装置动态特性的数学描述Y(s)=H(s)X(s)+Gh(s)~当输入量随时间变化时，其输入和输出之间的关系。一．传递函数：1．建立：在零初始条件下：2．特点：①H（s）与输入信号以及初始条件无关，只反映系统的传输特性。②H（s）只反映系统的响应特性而和具体的物理结构无关。同一传递函数可能表示若干个完全不同的物理系统。（b）弹性阻尼系统：③传递函数的系数描述了系统对输入信号的传输转换特性，改变参数，系统的特性也改变。例：（a）阻容电路：㈠幅频特性、相频特性和频率响应函数：1．幅频特性：2．相频特性：频率响应特性3．频率响应函数：二．频率响应函数在H(s)的表达式中，令s=jω,

2、则相应的传递函数由上可知，频响函数是传递函数的特例，它表示装置在初始值为零的条件下，输出的傅氏变换与输入的傅氏变换之比。因H(jω)是复数，把它的实部与虚部分开P(ω)——ω曲线——系统的实频特性Q(ω)——ω曲线——系统的虚频特性频响函数的物理意义：对于给定的定常线性系统，若输入正弦信号，则稳态的输出也是与输入为同一频率的正弦信号。输出的幅值和相角通常不等于输入的幅值和相角，输出和输入的幅值比及相位差都是输入频率的函数，并反映在系统的幅频特性A(ω)和相频特性ф(ω)中。以上即为系统的频率响应函数㈡频响函数的求法LTIx1=x0sinω1tx2=x0sinω2t.….xi=x0sin

3、ωit…….(ωi连续变化）y1=y01sin(ω1t+φ1）y2=y02sin(ω2t+φ2)……..yi=y0isin(ωit+φi)…….1．2．3．实验法：㈢图象描述P(ω)Q(ω)0A(ω)Φ(ω)1．幅频特性曲线和相频特性曲线：2．Bode图（对数幅频特性和对数相频特性）：3．Nyquist图：三．脉冲响应函数H(ω)h(t)H(s)傅立叶变换对拉氏变换对小结：系统特性的描述：时域：脉冲响应函数h(t);频域：频率响应函数H(ω);复数域：传递函数H(s)四．环节的串联和并联1．串联：H1(S)H2(S)Z(S)X(S)Y(S)2．并联：任何高阶系统都可以看成是若干一阶环节

4、和二阶环节的串联或并联。X(S)H1(S)H2(S)Y1(S)Y2(S)H(S)Y(S)五．一阶、二阶系统的特性RCx（t）y（t）㈠．一阶系统：1．时域表示：例：RC积分电路2．复数域表示3．频率响应函数：①伯德图：相频响应：②奈奎斯特图：（频率响应的极坐标图）4．一阶系统的脉冲响应函数h(t)tx(t)0δ(t)如图：㈡．二阶系统1．时域描述：二阶微分方程一般：2．复数域描述：3．频率响应函数：①伯德图②奈奎斯特图4．二阶系统的脉冲响应函数⑵．ξ=1时（临界阻尼）⑶．ξ>1时（过阻尼）返回目录