第四部分 测试系统的特性2动态特性ppt课件.ppt

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1、§4.2不失真测量的条件理想频响函数设输入信号为即：不失真输出为§4.2不失真测量的条件不失真测量的条件输出信号的频率与输入信号的频率相同通过测试系统后，输出信号中各频率成分的幅值是输入信号中相应频率成分的常数倍通过测试系统后，输出信号中各频率成分的相移与该频率成正比，且各频率成分的时移是同一个量实际中，很难满足不失真测量条件，只能在某一频率范围内近似符合不失真测量条件，该频率段称为测试系统的工作频率范围如果测试部分作为反馈环节，成为控制系统的一部分，则应注意由于相移可能导致控制系统的稳定性被破坏了§4.2不失真测量的条件当输入信号为单一频率成分时，只要测试系

2、统处于线性工作区，此时不会产生失真现象当输入信号为多频率成分时，可能总输出既有幅值失真，又有相位失真实际应用中，首先，选用合适的测试装备，在测量范围内，满足或接近满足不失真测量条件；其次，对输入信号进行前置滤波，将非测量频带内的高频信号滤掉另外，对具体的测量情况应具体分析，例如进行振动测量时，只关心其幅值谱和振动强度，此时应重点考虑使测试系统满足幅值不失真条件；相反，如果对延迟时间关心，则应重点考虑相位不失真条件§4.2不失真测量的条件§4.2不失真测量的条件一阶系统不失真条件分析时间常数越小，满足不失真测量的频带越宽§4.2不失真测量的条件二阶系统不失真条件

3、分析固有频率越大，不失真测量范围越宽§4.3动态特性时域和频域动态性能指标一阶系统时域§4.3动态特性一阶系统阶跃输入归一化响应曲线§4.3动态特性一阶系统阶跃输入相对动态误差§4.3动态特性时域动态指标时间常数，输出量从0上升到稳态值的约63％所需的时间响应时间延迟时间，输出量从0上升到稳态值一半所需的时间上升时间，输出量从稳态值的10％上升到90％所需的时间频域理想不失真条件：§4.3动态特性§4.3动态特性通频带，幅值增益的对数特性衰减至－3dB处所对应的频率范围工作频带，归一化幅值增益误差小于规定的允许误差限时所对应的频率范围§4.3动态特性二阶系统时

4、域过阻尼§4.3动态特性§4.3动态特性响应时间可根据求出§4.3动态特性临界阻尼欠阻尼响应时间可利用上式求得，上升时间、延迟时间的计算方法与过阻尼相同。§4.3动态特性响应时间可利用上式求得，上升时间、延迟时间的计算方法如下§4.3动态特性振荡次数，相对振荡误差曲线的幅值超过允许误差限的次数峰值时间和超调量，分别为误差曲线由起始点达到第一个振荡峰值点的时间间隔和该峰值点对应的动态误差值振荡衰减率，相对动态误差曲线相邻两个峰值之比一般应有，此时对应的阻尼比系数称为“时域最佳阻尼比系数”§4.3动态特性对数衰减率§4.3动态特性频域§4.3动态特性§4.3动态特

5、性只有当时，输出信号不失真当时，相位延迟达到最大幅频特性曲线是否出现谐振峰值与阻尼比系数有关，即工作频带§4.3动态特性§4.3动态特性最佳频域阻尼比系数与允许的相对幅值限有关，当增大时，减小工作频带也与有关，当增大时，增大工作频带还与固有频率成正比测试系统动态特性测试与动态建模动态特性测试和动态建模方法：动态标定动态标定的目的获取动态性能指标和动态模型当测试系统不满足动态测试需求时，进行动态补偿，以改善测试系统的动态特性动态标定要求§4.3动态特性工作频带采样频率动态标定方法时域（阶跃响应）一阶系统§4.3动态特性二阶系统当当§4.3动态特性此时处理方法与一

6、阶的相同。再利用初始条件§4.3动态特性当振荡次数多时方法一方法二§4.3动态特性方法三振荡次数，此时可以较精确地得到、和，可以用方法二或三求解振荡次数，此时可以较精确地得到和，可以用方法三求解当超调量很小时，只有可精确地得到，此时阻尼比系数约在0.8～1.0之间，可先估算阻尼比系数，然后再估算固有频率§4.3动态特性频域一阶系统二阶系统§4.4负载效应未接入电压表：接入电压表：§4.4负载效应减小负载误差的方法提高后续环节的输入阻抗插入高输入阻抗、低输出阻抗的放大器，进行阻抗隔离使用反馈或零点测量原理，使得后续环节几乎不从前面环节吸取能量§4.5测量系统的抗

7、干扰性干扰源信道干扰：信号在传输过程中，通道中各元件产生的噪声或非线性畸变所造成的干扰电磁场干扰：干扰以电磁波辐射方式经空间串入测量系统电源干扰：由于供电电源波动对测量电路引起的干扰§4.5测量系统的抗干扰性干扰消除方法信道干扰选用低噪声元器件PCB板的合理设计电磁场干扰正确的屏蔽措施良好的接地措施电源干扰稳压滤波、隔离思考题4-6一阶和二阶系统的时域和频域动态性能指标计算有什么异同点？4-7二阶测试系统的“时域最佳阻尼比系数”和“频域阻尼比系数”的物理意义是什么？4-8试推导如图所示的两个一阶系统级联后的系统模型，并考虑如何消除这种级联（负载）效应。