机械工程测试技术基础 大作业 哈工大

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1、V带传动设计-段泽军哈尔滨工业大学·机电工程学院机械工程测试技术基础Ⅰ课程大作业设计人：段泽军学号：1120810810院系：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：1208108指导教师：王慧峰11机械工程测试技术基础Ⅰ·课程大作业——段泽军目录目录II题目一：信号的分析与系统特性1机械工程测试技术基础课程大作业任务书1一，方波信号的数学表达式21，方波信号的时域表达式22，时域信号的傅里叶变换2二，频率成分分布情况3三，系统分析31，一阶系统32，二阶系统3四，系统响应分析51，一阶系统响应52，二阶系统响应5题目二：传感器综合运用

2、7机械工程测试技术基础课程大作业任务书7一，基本原理81，变面积式电容传感器82，变极距式电容传感器93，所示为变介电常数式电容传感器9二，电容传感器的设计10三，测量电路10四，测量方案简图1111题目一信号的分析与系统特性——段泽军题目一：信号的分析与系统特性机械工程测试技术基础课程大作业任务书题目要求：写出所给信号的数学表达通式，其信号的幅频谱图（单边谱和双边谱）和相频谱图，若将此信号输入给特性为传递函数为的系统，讨论系统参数的取值，使得输出信号的失真小。1，利用第1章所学知识，求解信号的幅频谱和相频谱，并画图表示；2，分析其频率成分分

3、布情况；3，利用第2章所学内容，画出表中所给出的系统的伯德图；4，对比2、3图分析将2所分析的信号作为输入，输入给3所分析的系统，求解其输出的表达式，并且讨论信号的失真情况（幅值失真与相位失真）若想减小失真，应如何调整系统的参数。,信号与系统参数：信号类型传递函数系统参数值波形图方波Hs=1τs+1τ=0.005s0T0/2AtT0Hs=40ωns2+2ζωns+ωn2ωn=1HZζ=0.2表1信号与系统参数11题目一信号的分析与系统特性——段泽军一，方波信号的数学表达式1，方波信号的时域表达式xt=xt+nT0xt=A0

4、02

5、饰展开形式可知，各成分初相位均为0，故绘制相频谱图如下φn图1.3方波的相频谱图二，频率成分分布情况有信号的傅里叶级数形式及其频谱图可以看出，方波是由一系列正弦波叠加而成的。正弦波为基波的奇次谐波，幅值以1n的规律收敛，基波及其谐波的初相位均为零。三，系统分析1，一阶系统Hs=10.005s+1在Matlab软件中输入Num=[1];Den=[0.0051];Bode(num,den);回车后，即可得到该系统Bode图如图1.42，二阶系统Hs=40ωns2+2ζωns+ωn2=40s2+0.4s+1在Matlab软件中输入Num=[40];

6、Den=[10.41];Bode(num,den);回车后，即可得到该系统Bode图如图1.511题目一信号的分析与系统特性——段泽军图1.4一阶系统Bode图图1.5二阶系统Bode图11题目一信号的分析与系统特性——段泽军四，系统响应分析1，一阶系统响应方波信号xt=4Aπsinω0t+13sin3ω0t+15sin5ω0t+…根据线性系统的叠加原理系统对信号的响应是对各频率成分响应的叠加，对于每一个成分yt=A(nω0)sinnω0t+φnω0-e-tτsinnω0上式中Anω0=11+τnω02φnω0=-tan-1τnω0sinφ=

7、τnω01+τnω02取A=1，T0=2s，τ=0.005s，则yt=n=1∞4nπ11+0.01π2sinnπt-tan-10.01π-e-200t0.005nπ1+0.01π2n=1,3,5，…则各个频率成分的幅值失真为1-Anω0=1-11+τnω02相位失真为φnω0=-tan-1τnω0由此可以得出结论：若想减小失真，应减小一阶系统的时间常数τ。2，二阶系统响应方波信号xt=4Aπsinω0t+13sin3ω0t+15sin5ω0t+…根据线性系统的叠加原理系统对信号的响应是对各频率成分响应的叠加，对于每一个成分yt=A(nω0)s

8、innω0t+φnω0-ωωde-ζωntsinωdt+φ3上式中Anω0=11-nω0ωn22+4ζnω0ωn211题目一信号的分析与系统特性——段泽军φnω0=