Chapter2 傳感器的一般特性分析(動(dòng)態(tài))

1、 時(shí)間響應(yīng)動(dòng)態(tài)測(cè)試中的兩個(gè)重要特征 頻率響應(yīng)它們也是動(dòng)態(tài)特性的主要內(nèi)容 其中S=+j 復(fù)頻率0)()(dtetfsFstdtesFjtfjjst)(21)(記作 F(s)=Lf(t)f(t)=L-1F(s)微分性質(zhì): Lf(t)=sF(s)-f(0) 當(dāng)初始條件為零時(shí) Lfn(t)=SnF(s) 定義傳遞函數(shù)： )()(01110111sXbsbsbsbsYasasasammmmnnnn01110111)()()(asasasabsbsbsbsXsYsHnnnnmmmm對(duì)穩(wěn)定系統(tǒng)nm n 系統(tǒng)微分方程階數(shù)，稱n階系統(tǒng) n=1 一階系統(tǒng) n=2 二階系統(tǒng) )()()()()()()()()(21

2、sHsHsZsYsXsZsXsYsH)()(1sHsHini若兩個(gè)環(huán)節(jié)若n個(gè)環(huán)節(jié)若n個(gè)環(huán)節(jié) )()()(21sYsYsY)()()()()()()()()(2121sHsHsXsYsXsYsXsYsHniisHsH1)()(若兩個(gè)環(huán)節(jié)a0y=b0 x （零階環(huán)節(jié)）xbyadtdya001（二階環(huán)節(jié)）（一階環(huán)節(jié)）xbyadtdyadtyda001222)()()(001txbtyadttdya)()()(0001txabtydttdyaa01aa00ab具有時(shí)間的量綱，稱為時(shí)間常數(shù) 01aa是系統(tǒng)的靈敏度s， 令s=1稱為靈敏度歸一化處理， 它只影響比例，不影響動(dòng)態(tài)特性。 靈敏度歸一化后：)()

3、()(txtydttdy11)(ssHjjH11)()()()(11)(2arctgA兩邊取拉氏變換：sY(s)+Y(s)=X(s)時(shí)間常數(shù)越小，頻率響應(yīng)特性越好dtdTyCRTTyx)()()(txtydttdyRC兩邊作拉氏變換，且=RC得：sY(s)+Y(s)=X(s)11)()()(ssXsYsHxyyeedtdeRC)()()(txtydttdyRC11)(ssH阻尼力+彈性力=外力 )()()(tftkydttdyC)()()(txtydttdykC令kc則11)(ssH通式：歸一化：)()()()(001222txbtyadttdyadttyda)()()()(012202txt

4、ydttdyaadttydaa以機(jī)械系統(tǒng)的單自由度質(zhì)量、彈簧、阻尼系統(tǒng)為例慣性力+阻尼力+彈簧力=外力 )()()()(22tkxtkydttdyCdttydm)()()()(22txtydttdykCdttydkm2Cmk CCnmkmkCkC2122)(mkn)()()(2)(1222txtydttdydttydnn兩邊取拉氏變換： )()() 121(22sXsYssnn2222221211)(nnnnnsssssH)(2)(1 1)(2)()(2222nnnnnjjjjH222)(2)(1 1)()(nnjHA22)(1)(2)(nnarctg幅頻特性相頻特性傳遞函數(shù)頻率響應(yīng)0,4 .

5、 08.0021622f8.00脈沖響應(yīng)函數(shù)脈沖響應(yīng)函數(shù).).()()()()().()()()()()(.1)()()()().1響應(yīng)又稱系統(tǒng)對(duì)單位脈沖的的輸出時(shí)是系統(tǒng)在單位脈沖輸入故：脈沖響應(yīng)函數(shù)時(shí)，為單位脈沖函數(shù)當(dāng)輸入tythtysHLthsyssysxsysHstLttxIss).()()()()()()()()().1txthsxsHLtytxthtytxII的卷積，即：和為出為任意信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)輸當(dāng)輸入)()()()0()()(00tfdttfttfdttft篩選性質(zhì)tethtxssxsssxsxtxtetfassFntnnnnninnniiatn220222222220221sin

6、1)()()1()(11)(2)(10 , 1)(),(sin)()()(22222022222222220222, 1221arctan)sin(11)sin1(cos1)()()()(1)2()()2()()()1(102tettetytxssssssssxsssYsxjjsssdtddtdnddndnnnnninnnnddnnnnnnntetettettettettetyttetyntndtndndtnddtnddddtddtnndddtnnnnnnn22222222222221sin1sin)11()cos11sin1()sin1(cos)cos1sin()sin1(cos)(1)si

7、n1(cos1)(輸入 u(t)= 0 t,總的響應(yīng)才達(dá)到最終的穩(wěn)定值)(0)()()()(0jtjeAeAjXjYjH動(dòng)態(tài)測(cè)試不失真條件為 0)(00或）（常數(shù)tAA對(duì)于 測(cè)量具體結(jié)構(gòu)的動(dòng)特性控制系統(tǒng)用的測(cè)量則要求 0)()(0AA均滿足 2)(11)(A1應(yīng)工作在)()(1)(arctgA 越小，保持在一定精度下幅值不失真的可用頻帶越長(zhǎng)。 01aa穩(wěn)定性差阻尼，敏度，剛度，靜態(tài)反映得是靈,110000aaSaabSa 希望越小越好，但受到靈敏度和穩(wěn)定性限制，要適當(dāng)選擇。 1n時(shí)，A()=A0，且這時(shí)()-接近直線。 當(dāng)n越大，可用頻帶越寬；但n k S n受靈敏度限制，只能適當(dāng)高一般 n (35) a、從幅頻特性看 當(dāng)=0.60.8時(shí)，在一定精度下， a) A()=A0的頻帶較長(zhǎng)，