测试系统动态特性.ppt

现代检测技术系统动态特性
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系统动态特性
对理想的测试系统,输出与输入具有相同时间函数。
对于测量动态信号的测试系统,要求能够迅速而准确的测出信号的大小并真实再现信号的波形变化,但是在实际系统中,由于存在弹簧、阻尼、质量(惯性)等元件,只能在一定频率范围内、对应一定动态误差条件下保持输出与输入一致。
通过时间响应、频率响应和系统动态特性的关系,可以:
根据信号频率范围和测量误差要求确立测量系统;
已知系统动态特性,估算可测信号的频率范围与对应的动态误差。
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测试系统的数学模型
常见测试系统的数学模型
测试系统的动态特性参数
系统动态误差与信号频率的关系
实现系统不失真测试的条件
主要内容
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测试系统的数学模型
A,常系数线性微分方程
B,传递函数:当t≤0时,x(t)=0,y(t)=0
微分方程是在时域表达系统的动态特性;传递函数是在复频域中用代数方程的形式表达系统的动态特性, ,便于分析和计算。
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C,频率响应:
频率响应函数是传递函数的特例,可以由傅立叶变换得到。频率响应函数反映的是系统处于稳态输出阶段的输入输出特性,传递函数则反映了激励所引起的系统固有的瞬态输出特性和对应该激励的稳态输出特性。
测试系统的数学模型
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幅频特性:表示输出与输入幅值比随ω的变化
对数幅频特性:
相频特性:表示输出与输入相位差随ω的变化
测试系统的数学模型
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一阶系统频率响应特性
测试系统的数学模型
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测试系统的数学模型
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任何高阶系统均可以视为多个一阶、二阶系统的并联或串联。
测试系统的数学模型
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常见测试系统的数学模型
(一)一阶系统微分方程通式:
传递函数:
频率特性:
式中: ——系统输出——系统输入
——时间常数——静态灵敏度(放大倍数)
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