頻響函數(shù)的測定方法課件

6如何測定系統(tǒng)的頻響函數(shù)？

3.4頻響函數(shù)的測定方法6如何測定系統(tǒng)的頻響函數(shù)？3.4頻響函數(shù)的測定方法1頻響函數(shù)的測定6測定頻響函數(shù)的目的：在作動(dòng)態(tài)參數(shù)檢測時(shí)，要確定系統(tǒng)的不失真工作頻段是否復(fù)合要求。測定頻響函數(shù)的方法：用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入，測出其輸出信號(hào)，從而求得需要的特性。輸入的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)有正弦信號(hào)、脈沖信號(hào)和階躍信號(hào)。頻響函數(shù)的測定6測定頻響函數(shù)的目的：在作動(dòng)態(tài)參數(shù)檢測時(shí)，要確2理論依據(jù)：方法：輸入各種頻率的正弦信號(hào)，檢測系統(tǒng)的輸出信號(hào)，作出對應(yīng)頻率成分的輸出與輸入信號(hào)的幅值比（幅頻特性）和相位差（相頻特性）。是最為精確的方法。問題：效率低，太麻煩。可用慢掃頻正弦信號(hào)輸入，慢到使每次輸出達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。頻響函數(shù)的測定方法－正弦信號(hào)激勵(lì)6理論依據(jù)：頻響函數(shù)的測定方法－正弦信號(hào)激勵(lì)63理論依據(jù)：如在所有頻率范圍是常數(shù)，甚至1，則。理論上頻譜為1的時(shí)域信號(hào)是單位脈沖函數(shù)，但在實(shí)際工作中難以獲得，且能量太小，難以對實(shí)際物理系統(tǒng)產(chǎn)生影響。目前最常用信號(hào)是半正弦信號(hào)。頻響函數(shù)的測定方法－脈沖信號(hào)激勵(lì)6時(shí)域頻域理論依據(jù)：如4正弦脈沖在時(shí)域所占的寬度越窄，其頻域sinc函數(shù)的主瓣所占的寬度就越大，同時(shí)主瓣高度越低，就越顯得平坦。假如選取以下頻段作激勵(lì)輸入，可近似認(rèn)為在此頻段內(nèi)的頻譜值是常數(shù)。則系統(tǒng)輸出信號(hào)在此頻段內(nèi)的頻譜就可近似認(rèn)為是系統(tǒng)的頻響函數(shù)。如果測試較寬頻帶的系統(tǒng)頻響函數(shù)，則要用極窄的脈沖激勵(lì)。

頻響函數(shù)的測定方法－脈沖信號(hào)激勵(lì)時(shí)域頻域主瓣正弦脈沖在時(shí)域所占的寬度越窄，其頻域sinc函數(shù)的主5階躍信號(hào)激勵(lì)是用來測量系統(tǒng)頻響函數(shù)中的決定性參數(shù)，如固有頻率和阻尼率對于一階系統(tǒng)：其運(yùn)動(dòng)微分方程式為：在靜態(tài)時(shí)，所以代表其靜態(tài)靈敏度，上式可表達(dá)為頻響函數(shù)的測定方法－階躍信號(hào)激勵(lì)階躍信號(hào)激勵(lì)是用來測量系統(tǒng)頻響函數(shù)中的決定性參數(shù)，如固有頻率6令－稱為此系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)。則上式變?yōu)椋呵蟪鏊念l響函數(shù)為其對數(shù)幅頻特性曲線如圖由圖可見是其特性轉(zhuǎn)折點(diǎn)，所以是系統(tǒng)重要參數(shù)。頻響函數(shù)的測定方法－階躍信號(hào)激勵(lì)6特性轉(zhuǎn)折點(diǎn)令－稱為此系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)。頻響函數(shù)的7令輸入為t=0時(shí)的階躍函數(shù)，代入下式求得方程解為其中表達(dá)了系統(tǒng)對階躍輸入響應(yīng)快慢。頻響函數(shù)的測定方法－階躍號(hào)激勵(lì)6令輸入為t=0時(shí)的階躍函數(shù)，代入下式頻響函數(shù)8求值，上式改寫為令則故頻響函數(shù)的測定方法－階躍信號(hào)激勵(lì)6由試驗(yàn)求出由公式計(jì)算求出求值，上式改寫為頻響函數(shù)的測定方法－階躍信號(hào)激勵(lì)6由9對于二階系統(tǒng)：其輸入輸出關(guān)系式為：當(dāng)輸入為階躍信號(hào)，可求出其響應(yīng)函數(shù)頻響函數(shù)的測定方法－階躍信號(hào)激勵(lì)6二階系統(tǒng)對階躍輸入的響應(yīng)對于二階系統(tǒng)：其輸入輸出關(guān)系式為：頻響函數(shù)的測定方法－階躍信10這一階躍響應(yīng)函數(shù)的瞬態(tài)響應(yīng)是以角頻率作衰減振蕩,將此角頻率記為,稱為有阻尼固有角頻率。對此響應(yīng)函數(shù)求極值,即可找到各振蕩峰值所對應(yīng)的時(shí)間。將代入上式，可求得最大過沖量M和阻尼的關(guān)系。頻響函數(shù)的測定方法－階躍信號(hào)激勵(lì)6或測得M后，即可按左式求得這一階躍響應(yīng)函數(shù)的瞬態(tài)響應(yīng)是以11若測得多個(gè)峰值和,n是兩峰值相隔的周期數(shù)。兩峰值各自對應(yīng)的時(shí)刻為和則將它們均代入下式可得頻響函數(shù)的測定方法－階躍信號(hào)激勵(lì)6若測得多個(gè)峰值和,n是兩峰值相12令則因此可以由二階系統(tǒng)對階躍輸入的響應(yīng)曲線圖中測量出極值和求出頻響函數(shù)的測定方法－階躍信號(hào)激勵(lì)6令則頻響函數(shù)的13頻響函數(shù)的測定方法6正弦信號(hào)激勵(lì)脈沖信號(hào)激勵(lì)階躍信號(hào)激勵(lì)頻響函數(shù)的測定方法6正弦信號(hào)激勵(lì)脈沖信號(hào)激勵(lì)階躍信號(hào)激勵(lì)14負(fù)載效應(yīng)6在某些情況下，當(dāng)檢測系統(tǒng)將傳感器接入被檢測系統(tǒng)時(shí)，會(huì)引起某些能量的附加結(jié)果，從而使被測量值受到干擾而偏離實(shí)際值，這就是負(fù)載效應(yīng)。負(fù)載效應(yīng)6在某些情況下，當(dāng)檢測系統(tǒng)將傳感器接入被檢測系統(tǒng)時(shí)，15謝謝6

謝謝6166如何測定系統(tǒng)的頻響函數(shù)？

3.4頻響函數(shù)的測定方法6如何測定系統(tǒng)的頻響函數(shù)？3.4頻響函數(shù)的測定方法17頻響函數(shù)的測定6測定頻響函數(shù)的目的：在作動(dòng)態(tài)參數(shù)檢測時(shí)，要確定系統(tǒng)的不失真工作頻段是否復(fù)合要求。測定頻響函數(shù)的方法：用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸入，測出其輸出信號(hào)，從而求得需要的特性。輸入的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)有正弦信號(hào)、脈沖信號(hào)和階躍信號(hào)。頻響函數(shù)的測定6測定頻響函數(shù)的目的：在作動(dòng)態(tài)參數(shù)檢測時(shí)，要確18理論依據(jù)：方法：輸入各種頻率的正弦信號(hào)，檢測系統(tǒng)的輸出信號(hào)，作出對應(yīng)頻率成分的輸出與輸入信號(hào)的幅值比（幅頻特性）和相位差（相頻特性）。是最為精確的方法。問題：效率低，太麻煩?？捎寐龗哳l正弦信號(hào)輸入，慢到使每次輸出達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。頻響函數(shù)的測定方法－正弦信號(hào)激勵(lì)6理論依據(jù)：頻響函數(shù)的測定方法－正弦信號(hào)激勵(lì)619理論依據(jù)：如在所有頻率范圍是常數(shù)，甚至1，則。理論上頻譜為1的時(shí)域信號(hào)是單位脈沖函數(shù)，但在實(shí)際工作中難以獲得，且能量太小，難以對實(shí)際物理系統(tǒng)產(chǎn)生影響。目前最常用信號(hào)是半正弦信號(hào)。頻響函數(shù)的測定方法－脈沖信號(hào)激勵(lì)6時(shí)域頻域理論依據(jù)：如20正弦脈沖在時(shí)域所占的寬度越窄，其頻域sinc函數(shù)的主瓣所占的寬度就越大，同時(shí)主瓣高度越低，就越顯得平坦。假如選取以下頻段作激勵(lì)輸入，可近似認(rèn)為在此頻段內(nèi)的頻譜值是常數(shù)。則系統(tǒng)輸出信號(hào)在此頻段內(nèi)的頻譜就可近似認(rèn)為是系統(tǒng)的頻響函數(shù)。如果測試較寬頻帶的系統(tǒng)頻響函數(shù)，則要用極窄的脈沖激勵(lì)。

頻響函數(shù)的測定方法－脈沖信號(hào)激勵(lì)時(shí)域頻域主瓣正弦脈沖在時(shí)域所占的寬度越窄，其頻域sinc函數(shù)的主21階躍信號(hào)激勵(lì)是用來測量系統(tǒng)頻響函數(shù)中的決定性參數(shù)，如固有頻率和阻尼率對于一階系統(tǒng)：其運(yùn)動(dòng)微分方程式為：在靜態(tài)時(shí)，所以代表其靜態(tài)靈敏度，上式可表達(dá)為頻響函數(shù)的測定方法－階躍信號(hào)激勵(lì)階躍信號(hào)激勵(lì)是用來測量系統(tǒng)頻響函數(shù)中的決定性參數(shù)，如固有頻率22令－稱為此系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)。則上式變?yōu)椋呵蟪鏊念l響函數(shù)為其對數(shù)幅頻特性曲線如圖由圖可見是其特性轉(zhuǎn)折點(diǎn)，所以是系統(tǒng)重要參數(shù)。頻響函數(shù)的測定方法－階躍信號(hào)激勵(lì)6特性轉(zhuǎn)折點(diǎn)令－稱為此系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)。頻響函數(shù)的23令輸入為t=0時(shí)的階躍函數(shù)，代入下式求得方程解為其中表達(dá)了系統(tǒng)對階躍輸入響應(yīng)快慢。頻響函數(shù)的測定方法－階躍號(hào)激勵(lì)6令輸入為t=0時(shí)的階躍函數(shù)，代入下式頻響函數(shù)24求值，上式改寫為令則故頻響函數(shù)的測定方法－階躍信號(hào)激勵(lì)6由試驗(yàn)求出由公式計(jì)算求出求值，上式改寫為頻響函數(shù)的測定方法－階躍信號(hào)激勵(lì)6由25對于二階系統(tǒng)：其輸入輸出關(guān)系式為：當(dāng)輸入為階躍信號(hào)，可求出其響應(yīng)函數(shù)頻響函數(shù)的測定方法－階躍信號(hào)激勵(lì)6二階系統(tǒng)對階躍輸入的響應(yīng)對于二階系統(tǒng)：其輸入輸出關(guān)系式為：頻響函數(shù)的測定方法－階躍信26這一階躍響應(yīng)函數(shù)的瞬態(tài)響應(yīng)是以角頻率作衰減振蕩,將此角頻率記為,稱為有阻尼固有角頻率。對此響應(yīng)函數(shù)求極值,即可找到各振蕩峰值所對應(yīng)的時(shí)間。將代入上式，可求得最大過沖量M和阻尼的關(guān)系。頻響函數(shù)的測定方法－階躍信號(hào)激勵(lì)6或測得M后，即可按左式求得這一階躍響應(yīng)函數(shù)的瞬態(tài)響應(yīng)是以27若測得多個(gè)峰值和,n是兩峰值相隔的周期數(shù)。兩峰值各自對應(yīng)的時(shí)刻為和則將它們均代入下式可得頻響函數(shù)的測定方法－階躍信號(hào)激勵(lì)6若測得多個(gè)峰值和,n是兩峰值相28令則因此可以由二階系統(tǒng)對階躍輸入的響應(yīng)曲線圖中測量出極值和求出頻響函數(shù)的測定方法－階躍信號(hào)激勵(lì)6令