测试系统的静、动态误差分析与补偿.ppt

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1、测试系统静、动态误差的分析与补偿4.1测试系统静态误差的分析与补偿4.1.1概述4.1.2静态误差分析与补偿的基本原理4.1.3开环系统的静态误差分析与补偿4.1.4闭环系统的静态误差分析与补偿4.1.5提高测试系统静态性能的途径4.1.1概述静态测量和动态测量静态测量误差静态测量误差分析的方法测量过程的角度入手原理误差？不完善、近似、环境波动等工具误差？装置自身误差系统分析的角度入手分析误差传递规律提出改善性能措施4.1.2静态误差分析与补偿的基本原理1、原理误差及其补偿原理2、工具误差及其补偿原理3、环节静态误差的

2、分析及其表达式1、原理误差及其补偿原理系统特性方程中参数理论值与实际值不符系统特性方程采用近似方程式理论：y0=f0(x);近似：y=f(x);y=y-y0测量方法自身的不完善原理误差的补偿原理1）系统特性方程中参数理论值与实际值不符问题如何产生？2）系统特性方程采用近似方程式理想化情况？线性实际情况？阶梯问题？3）测量方法自身的不完善影响情况分析？根据情况尽可能选择误差小的。4）原理误差的补偿原理对于参数变化产生的原理误差，对各参数实测，然后将实测结果送入测试系统中进行处理。对于特性方程采用近似方程式带来的原理误差

3、，必须探究近似方程式的起因。对于测量方法自身的不完善，则必须寻求改善测量方法的根本性解决方案。工作过程？解决程度？原理上？实际上？原理误差补偿属于系统误差，从产生原因入手寻求消除或减小的最佳途径。能否完全消除？2、工具误差及其补偿原理量具误差仪器误差附件误差：如转换开关、导线、夹具等，一般相对影响较小，大部分属于系差。工具误差的补偿原理1）量具误差概念：以固定形式复现量值的测量器具分类：标准量具、通用量具量具误差分析的重要性游标卡尺会因没有遵守阿贝原则而产生误差2）仪器误差客观存在的3）工具误差的补偿原理无论量具误差、

4、仪器误差还是附件误差，了解工具误差产生的原因是进行误差补偿的前提条件。对于方法或原理误差：限制测量范围，进行后续误差补偿；对于加工或安装过程中的误差：严格控制加工条件、进行误差补偿；对于环境因素引起的误差：控制被测量所处环境变化、采集环境参数进行后续误差补偿。总之：至关重要，多属于系差，具有可补偿性。3、环节静态误差的分析及其表达式出发点：通过对各环节误差分析处理，获得整体的误差分析结果。环节的构成干扰来源：输入端、输出端、环节内部干扰因素？影响如何？三种干扰3、环节静态误差的分析及其表达式微分环节有随时间变化的干扰如

5、何处理？加干扰的微分项积分环节公式的应用条件？非线性关系情况y在各点不同。4.1.3开环系统的静态误差分析与补偿开环系统的静态误差分析方法多数开环系统都可看成几个环节的串联开环系统静态误差的补偿方法1、开环系统的静态误差分析方法条件？忽略二阶小量原因？合并为一个等效环节结论：处理规则问题？计算复杂输入量及干扰误差传递系数规则系统对输入量及各干扰信号的误差传递系数等于信号从作用点起，至输出端的所有传递系数之连乘积，遇有并联回路，乘上并联回路各支路的传递系数之和。或者说，输入量及各干扰所引起的输出量等于输入量及干扰乘上从

6、起作用点起，至输出端的所有传递系数之连乘积，遇有并联回路时，必须乘上并联回路各支路的传递系数之和，系统的总输出等于作用在该系统中的所有输入量及干扰所引起的输出量之代数和。分析实例1分析实例2：由加速度得到位置加速度位移第2积分环节到输出端的第1积分环节到输出端的作用在第1积分环节前和输入端的干扰产生的影响开环系统静态误差的补偿方法误差补偿的实质在静态方程式中适时添加与干扰信号反方向的信号分量，从而达到抵消干扰信号的作用。举例说明若第i环节传递系数有ki变化，则对系统总的传递系数的影响是在总传递系数应乘上（1+ki/

7、ki）如何消除？并联环节？加一个反向变化的ki/ki串联环节？并一个负ki/ki的环节补偿原则：具体补偿实例1同一位置补偿？以y2和3互补不同位置补偿？以yc=-y2/k补y2基本要求？对一个干扰的完全补偿，系统对其必须有两个通道。积分环节？分段补偿补偿实例2带有积分环节的基本思想:分段补偿，分担点为积分环节前后；积分环节前的干扰不能再该环节之后补；若积分环节后有一个比例于时间的误差，可在环节前加常值补偿。小结误差分析方法系数传递规则误差补偿方法基本原则？补偿特点？积分环节？误差分析和补偿的前提条件传递

8、系数的确认？2、闭环系统的静态误差分析与补偿闭环系统的静态误差分析方法闭环系统静态误差的补偿方法1）闭环系统的静态误差分析方法单环反馈式闭环系统多环反馈式闭环系统积分环节的分析处理1）单环反馈式闭环系统当k0=k3=1，且k1k2>>1时，y3x/k2或y0k2y1关系的物理意义：当k1k2>>1时，比较环节输出的误差信号很