测试系统的特性分析

《测试系统的特性分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章测试装置的特性分析知识要点及要求：1、掌握线性系统及其主要特性。2、掌握测试装置的静态特性及动态特性。3、掌握一、二阶测试装置的频率响应特性。4、掌握测试装置的不失真测试条件。重点内容：1、测试装置的基本要求；2、线性系统及其主要性质；3、测试装置的静态特性；4、测试装置的动态特性；5、测试装置对任意输入的响应；6、不失真测试的条件；7、测试装置的典型环节传递函数。第三章测试装置的特性分析§1概述§2测试装置的静态特性§3测试装置动态特性的数学描述§4测试装置对任意输入的响应§5实现不失真测试的条件§6测试装置动态特性的测试一、对测试装置的基本要求二、线性系统

2、及其主要性质§1概述目录一、非线性度二、灵敏度、鉴别力阈、分辨力三、回程误差五、稳定度和漂移§2测试装置的静态特性目录四、精确度一、传递函数二、频率响应函数三、脉冲响应函数四、环节的串联和并联五、一阶、二阶系统的特性§3测试装置动态特性的数学描述目录一、系统对任意输入的响应二、系统对单位阶跃输入的响应§4测试装置对任意输入的响应目录§5测试装置实现不失真测试的条件一、频率响应法二、阶跃响应法§6测试装置动态特性的测试目录§1概述测试是具有试验性质的测量，从客观事物取得相关信息的过程在此过程中，借助专门设备—测试装置(系统)，设计相应的实验,采用合适的方法和必要的数学

3、处理方法求得感兴趣的信息。测试系统是执行测试任务的传感器、仪器和设备的总称。目的不同，系统复杂程度不同。两个简单的测试装置：一个复杂测试系统认识轴承缺陷检测加速度计带通滤波器包络检波器一、对测试装置的基本要求通常的工程测试问题总是处理输入量x(t)、装置（系统）的传输特性h(t)和输出量y(t)三者之间的关系。如图：1）如果x(t)、y(t)可以观察(已知)，则可推断h(t)。2）如果h(t)已知，y(t)可测，则可推断x(t)。3）如果x(t)和h(t)已知，则可推断和估计y(t)。目录3)如果输入和系统特性已知，则可以推断和估计系统的输出量。(预测)系统分析中的

4、三类问题：1)当输入、输出是可测量的(已知)，可以通过它们推断系统的传输特性。(系统辨识)2)当系统特性已知，输出可测量，可以通过它们推断导致该输出的输入量。(反求)x(t)h(t)y(t)理想的测试装置应该①输出和输入成线性关系。即具有单值的、确定的输入-输出关系。②系统为时不变线性系统。实际的测试装置①只能在较小工作范围内和在一定误差允许范围内满足线性要求。②很多物理系统是时变的。在工程上，常可以以足够的精确度认为系统中的参数是时不变的常数。上页目录上页目录测试系统的广义数学模型测试系统的数学模型是根据相应的物理定律（如牛顿定律、能量守恒定律、基尔霍夫电路定律等

5、）而得出的一组将输入和输出联系起来的数学方程式。常系数线性微分方程(GeneralDifferentialequation)任何一个具体的输入量和输出量之间的关系都可以写成下列数学形式：y：输出量；x：输入量；t：时间系统的阶次由输出量最高微分阶次n决定。一般在工程中使用的测试装置都是线性系统。系统模型的划分线性系统与非线性系统线性系统:具有叠加性、比例性的系统连续时间系统与离散时间系统连续时间系统:输入、输出均为连续函数.描述系统特征的为微分方程.离散时间系统:输入、输出均为离散函数.描述系统特征的为差分方程.时变系统与时不变系统:由系统参数是否随时间而变化决定.

6、对线性时不变系统（线性定常系统）进行分析的理论和方法最为基础、最成熟，同时其它系统通过某种假设后可近似作为线性定常系统来处理。一般的测试系统都可视为线性定常系统，即可以用常微分方程描述的系统。由于构成系统的材料、元件等的特性受环境温度，湿度等因素的影响而缓慢变化，导致微分方程系数发生时变。工程上，在保证精度的情况下，常认为是常系数的。常系数线性系统称为时不变线性系统。二、线性系统及其主要性质如以x(t)→y(t)表示上述系统的输入、输出的对应关系，则时不变线性系统具有以下一些主要性质。1）叠加原理几个输入所产生的总输出是各个输入所产生的输出叠加的结果。即若则上页目录

7、符合叠加原理，意味着作用于线性系统的各个输入所产生的输出是互不影响的。在分析众多输入同时加在系统上所产生的总效果时，可以先分别分析单个输入（假定其他输入不存在）的效果，然后将这些效果叠加起来以表示总的效果。上页2)比例性常数倍输入所得的输出等于原输入所得输出的常数倍，即:若x(t)→y(t)则kx(t)→ky(t)3)微分性系统对原输入信号的微分等于原输出信号的微分，即若x(t)→y(t)则x'(t)→y'(t)4）积分特性如系统的初始状态均为零，则系统对输入积分的响应等同于对原输入响应的积分，即5）频率保持性若输入为某一频率的简谐（正弦或余弦）信号，则系统的稳