機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)-機(jī)械測試大作業(yè)

1、絡(luò)需甯/玄上岸HarbinInstituteofTechnology解程大作業(yè)說明書課程名稱：機(jī)械工程測試技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計題目：測試技術(shù)與儀器大作業(yè)院系：班級：設(shè)計者：學(xué)號：指導(dǎo)教師：設(shè)計時間：2014/05/06哈爾濱工業(yè)大學(xué)題目一信號的分析與系統(tǒng)特性題目：寫出下列信號中的一種信號的數(shù)學(xué)表達(dá)通式，求取其信號的幅頻譜圖（單邊譜和雙邊譜）和相頻譜圖，若將此信號輸入給特性為傳遞函數(shù)為H（s）的系統(tǒng)，試討論信號參數(shù)的取值，使得輸出信號的失真小。名稱H(s)T3c、n、波形圖H(s)=-1-Ts+1000，001001，00等尢(t)JA0三角波口(、403H(s)=nS2+2。3s+32nn教師指定kA

2、7作業(yè)要求（1）要求學(xué)生利用第1章所學(xué)知識，求解信號的幅頻譜和相頻譜，并畫圖表示出來。（）分析其頻率成分分布情況。教師可以設(shè)定信號周期T00及幅值A(chǔ)，每個學(xué)生的取值不同，避免重復(fù)。（）利用第章所學(xué)內(nèi)容，畫出表中所給出的H（s）系統(tǒng)的伯德圖，教師設(shè)定時間常數(shù)工或阻尼比C和固有頻率3n的取值，每個同學(xué)取值不同，避免重復(fù)。（）對比、圖分析將所分析的信號作為輸入乂），輸入給所分析的系統(tǒng)H（s），求解其輸出y（t）的表達(dá)式，并且討論信號的失真情況（幅值失真與相位失真）若想減小失真，應(yīng)如何調(diào)整系統(tǒng)H（s）的參數(shù)。解：求解周期性三角波的傅里葉函數(shù)。在一個周期中，三角波可以表示為：*川IIIIII乳噂III1

3、111I?！?x(t)=u*t+2川iiiiiqi4佳呼iiiiiiiiii”44、川III呼II曲目職II常值分量aQ=kjox(t)dt=0I余弦分量幅值：an=kJox(t)cos(n-a)o-1)dt=o正弦分量幅值：4t-sin(n1(i)o-t)dt1+oo0 x(t)sin(na)Q-t)dtII(y-1t+2i4I)Islin(n-a)Q-dt1o丁。(竺.”4/)IL(。也I目懸sin%n27r2,I8Z=11(-1)九+1IQ匚iiiiiiiiiiiiiiHWkJdiuiililhinfoiiiiiiiiiin相頻譜:所以?。?x(t)=1aA(sin30tI乩59產(chǎn)112

4、-1川-II3,7,11,+to35sinJL5-1-2+to則：coQ1=1所以A=I笈I,Tq=2tt,x(t)=I8(sirt-sin3t+lsinSt+I單邊譜:()利用畫出三角波函數(shù)的幅頻譜如下:雙邊譜:三適國信W相當(dāng)浜調(diào)利用畫出三角波函數(shù)的相頻譜如下：利用畫出的圖如下：的相位交替為N和-立。212（）當(dāng)H（s）=時時，Ts+1當(dāng)H(s)=畫出的圖如下:（2）由信號的傅里葉級數(shù)形式及其頻譜圖可以看出，三角波是由一系列正弦波疊加而成，正弦波的頻率由攻到攻,攻，其幅值由出,到皿,a,依次減小，各頻率成分000729冗225冗2403大一，利用S2+2。3s+32nn（在這里，假定3九二4

5、0不變，改變阻尼比9Fn-HTfrUM!iiidAij（）當(dāng)H（s）=Si時，對于該輸入信號可以對每一項單獨(dú)計算系統(tǒng)輸出相應(yīng)，然后相加即可。由前知：，、，、8Zx(t)=f(x)=2(sin30t一9sin30t+25sin530t+對于每一個頻率成分，一階系統(tǒng)的響應(yīng)為：式中A=41+(t3)2y(t)=Asin(wt+)-e-t/tsin工33二-arctan(t3)，sinQ=-1+(t3)2由于T0=2ns，所以30=1。對于t=0.1,0.5,0.707，w=w，3w005w，即3=1,3,5，。，A=0-2OML8A4(4=9-225-20.10.50.707w7.07.155.52

6、W00.510.0.75w00.20.110.07可以得到其相應(yīng)的響應(yīng)-2），即A=84嚴(yán)嚴(yán)，的頻率成分，qT-w0.10.50.707w-5.710-2.551-5.20W0-1.700-5.0-.7575w0-2.551-.1-7.20403當(dāng)H=S2+23S+32，對于該輸入信號可以對每一項單獨(dú)計算系統(tǒng)輸出相應(yīng)，然后相加即可。對于每一個頻率成分，二階系統(tǒng)的響應(yīng)為：3y(t)=Asm(wt+)e3-Cwjnsin(3t+中)d31-22+4C二-arctan2C(w)(匚)w1(一)2wnW廣Ji：2是系統(tǒng)在阻尼比為?時（C1）做有阻尼振蕩時的圓頻率,2CJ不、4二-arctan()31-

7、(W)2%2wn，當(dāng)H（s）=時利用ata中siin進(jìn)行仿真得到如下輸出響應(yīng):一爵響應(yīng)三一爵響應(yīng)L6一階響應(yīng)t=U.7D71-1-J.1=001_1,15一階響應(yīng)1由結(jié)果知：為了實(shí)現(xiàn)近似不失真，要求w7小國官I材質(zhì):金屬輸出現(xiàn)母妻品*引反書屏器傳感器類別:位置傳購器：ufill二七日限解析0.01-40f2+L20七W1口蹄癥缺電壓（植位移登化而比例變化管立：作涉胃示用，不能帶皿郵布翻格電阻行程電目機(jī)械行程.：/-*酬線性精度8下電咀值1OM解析度今耕舉里要性精度獻(xiàn)工作速度建設(shè)輸出環(huán)電充使用溫度環(huán)境輸出信號類型尺寸白里星:不肯期件25.550.5五S0.30.1100.5125.515L75.5控制系統(tǒng)為了保證施加的力為300N,采用力傳感器測量施力測頭所施加給工件的力，并將其反饋給控制器，根據(jù)反饋在對施加的力進(jìn)行調(diào)節(jié)，相關(guān)的伺服控制系統(tǒng)如下：力F夾具設(shè)計及工件測量設(shè)置為了便于批量的測量，因此我們需要設(shè)計一套專用夾具裝置來進(jìn)行工件的夾持，同時，對測量方法進(jìn)行設(shè)計。由于我