哈工大测试大作业——信号的分析与系统特性——矩形波

《哈工大测试大作业——信号的分析与系统特性——矩形波》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、信号的分析与系统特性一、设计题目写出下列方波信号的数学表达通式，求取其信号的幅频谱图（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，试讨论信号参数的取值，使得输出信号的失真小。名称、、波形图方波=0.1，0.5，0.7070T0/2AtT0=0.5，0.707=10，500作业要求（1）要求学生利用第1章所学知识，求解信号的幅频谱和相频谱，并画图表示出来。（2）分析其频率成分分布情况。教师可以设定信号周期及幅值，每个学生的取值不同，避免重复。（3）利用第2章所学内容，画出表中所给出的系统的伯德图，教师设定时间常数或阻尼比和固

2、有频率的取值。（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。二、求解信号的幅频谱和相频谱wt=wt+nT0=A0

3、，各频率成分的相位都为0。四、H(s)伯德图一阶系统，对应10二阶系统，对应，五、将此信号输入给特征为传递函数为H(s)的系统（1）一阶系统响应 方波信号的傅里叶级数展开为：据线性系统的叠加原理，系统对的响应应该是各频率成分响应的叠加，即10其中故，各个频率成分幅值失真为：相位失真为：由此可看出，若想减小失真，应减小一阶系统的时间常数一阶系统响应Simulink仿真图（2）二阶系统响应同一阶系统响应，系统对(t)x的响应应该是各频率成分响应的叠加，即其中10各个频率成分幅值失真为：相位失真为：由此可看出，若想减小失真，阻尼比宜选在0.65~0.7

4、之间，频率成分中不可忽视的高频成分的频率应小于（0.6~0.8），及应取较大值。二阶系统响应Simulink仿真图10传感器综合运用一、题目要求工件如图所示，要求测量出工件的刚度值，在力F的作用下球头部将向下变形，力的大小不应超过500N，球头位移量约200微米。刚度测量结果要满足1%的精度要求。F图1工件图任务要求如下：（1）根据被测物理量选用适合的传感器系列；例如尺寸量测量传感器，电阻应变式传感器，电感式传感器，电容传感器，磁电传感器、CCD图像传感器等等。（2）分析所给任务的测量精度，并根据精度指标初选适合该精度的传感器系列；测量精度一般根

5、据被测量的公差带利用的是误差不等式来确定，例如公差带达到10um时测量精度一般应达到公差带的1/5，即小于2um。满足此精度的传感器有电阻应变式传感器，电感式传感器等，但考虑精度的同时还要考虑量程等其它方面的因素，参考第3章传感器的选用原则一节。（3）选择合理的测量方法。根据被测量的特点及题目要求，综合考虑测量方便，适合于批量测量的特点，确定合理的测量方案，并画出测量方案简图，可以配必要的文字说明。二、方案设计因需要测量工件的刚度，由工件的刚度公式：式中K为工件的刚度；F为施加在工件上的作用力；y为在力F作用下的位移；根据上式，测定刚度的方式有两

6、种，一种是在恒力的作用下测定工件头部的变形量；一种是在一定变形量的作用下测定力的大小。考虑到后种方法，需要控制工件的位移量一定是比较困难的，因为按照后种方法仍需采用位移传感器去检测工件的位移的量，因而无论从测试方法还是从测试成本上都是不合理的。因10而采用前种方法，给工件施加一定大小的力是比较容易做到的，只需要测定该力的作用下位移的大小即可求出工件的刚度。为了给工件施力，必须对工件定位和夹紧。设计了如图2所示的末端支撑部件。图2支撑零件为了对工件进行定位，考虑到工件的对称性，设计了如图3所示的定位元件，可以确保工件的伸出的长度为一定值。图3定位零

7、件因内孔带锥度，当左右两块该零件配合时，可以确保工件从支撑部件伸出一定长度，从而准确测量，其定位及支撑原理如图4所示。图4定位及支撑根据题目中第（3）条要求，适合批量测量。待测工件放在V型槽中，左右两块锥形孔对合，通过推杆机构推到支撑孔中，直到工件与锥形孔配合，这样就能够保证工件伸出的长度是一定的，只有这样测定的刚度才是准确的。同时通过图2所示的支撑零件，能够保证工件的尾部固定，消除了工件尾部的移动对工件头部的位移的影响。测量时，左右两块定位元件分开，避免对工件的测量造成影响。三、传感器的选择10按照题目要求（2），传感器的选择应该能够满足精度的

8、要求。因实际测量的为位移，精度要求为刚度的要求，因而需要进行转换。相对精度误差为刚度相对误差为1%，根据上式，测量位移的相对误差要控制在