1.一个理想的测试装置应具有单值的、确定的___。 2.测试装置的特性可分为___特性和___特性。 3.测试装置的静态特性指标有___、___和___。
4.描述测试装置动态特性的数学模型有___、___、___等。
5.测试装置的结构参数是不随时间而变化的系统,则称为___系统。若其输入、输出呈线性关系时,则称为___系统。
6.线性系统中的两个最重要的特性是指___和___。
7.测试装置在稳态下,其输出信号的变化量?y与其输入信号的变化量?x之比值,称为___,如果它们之间的量纲一致,则又可称为___。
8.测试装置的输出信号拉氏变换与输入信号拉氏变换之比称为装置的___。 9.测试装置对单位脉冲函数δ(t)的响应,称为___记为h(t),h(t)的傅氏变换就是装置的___。
10.满足测试装置不失真测试的频域条件是___和___。
11.为了求取测试装置本身的动态特性,常用的实验方法是___和___。 12.测试装置的动态特性在时域中用___描述,在频域中用___描述。 13.二阶系统的主要特征参数有___、___和___。
?(?) 14.已知输入信号 x(t)=30cos(30t+30°), 这时一阶装置的A(ω)=0.87,=-21.7°,则该装置的稳态输出表达式是:y(t)= ___ 。 15.影响一阶装置动态特性参数是___,原则上希望它___。 16.二阶系统的工作频率范围是___。
17.输入x(t),输出y(t),装置的脉冲响应函数h(t),它们三者之间的关系是__。 18.测试装置的频率响应函数为H(jω),则|H(jω)|表示的是___,∠H(jω)表示的是___,它们都是___的函数。
19.信号x(t)=6sin23t,输入τ=0.5的一阶装置,则该装置的稳态输出幅值A= ___,相位滞后?=___。
20.一个时间常数τ=5s的温度计,插入一个以15℃/min速度线性降温的烘箱内,经半分钟后取出,温度计指示值为90℃,这时,烘箱内的实际温度应为___。
参考答案
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一、选择题
1.C 2.B 3.C 4.D 5.B 6.A 7.D 8.B 9.C 10.B 11.B ,A 12.B 13.A 14.B 15.B 16..C 17.B 18.B 19.C 20.B;A
二、填空题
1.输出—输入关系 2.静态特性;动态特性 3.灵敏度;非线形度;回程误差 4.微分方程;传递函数;频率响应函数 5.定常(时不变);线形 6.线形叠加性;频率保持性 7.灵敏度;放大倍数 8.传递函数
9.脉冲响应函数;频率响应函数 10.幅频特性为常数;相频特性为线形 11.阶越响应法;频率响应法 12.微分方程;频率响应函数 13.静态灵敏度;固有频率;阻尼率 14. 26.1cos(30t+8.3°) 15.时间常数τ;越小越好 16.??0.5?n
17.y(t)?x(t)?h(t) ;卷积关系
18.输出与输入的幅值比(幅频特性);输出与输入的相位差(相频特性);频率 19.A?3;???60 20. 88.75℃
典型例题
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例1.测试系统分别由环节的串联、并联和反馈回路构成,如下图所示,求图示各系统的总灵敏度。(S1,S2,S3为各环节的灵敏度)
解:(1)系统由串联环节组成时(图a)y?S1?S2?S3?x
总灵敏度为S?y?S1?S2?S3? x(2)系统由并联环节组成时(图b)y?S1x?S2x?S3x
总灵敏度为S?y?S1?S2?S3 x(3)系统由并反馈回路组成时(图c)[x?(?yS2)]?S1?y
总灵敏度为S?
例2.求周期信号x(t)=0.5cos10t+0.2cos(100t-45°),通过传递函数为
H(s)?1的装置后得到的稳态响应。
0.005s?1S1y ?x1?S1S2解:设x(t)?x1(t)?x2(t)
式中,x1(t)?0.5cos10t,x2(t)?0.2cos(100t?450) 当系统有输入x1(t)时,则输出为y1(t),且
y1(t)?0.5(?1?1)?12cos(10t?arctg?1?1)
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式中, ?1?0.005,?1?10 ,y1(t)?0.499cos(10t?2.860) 同样可求得当输入为x2(t)时,有输出为y2(t),且
y2(t)?0.17cos(100t?450?26.50)
此装置对输入信号x(t)具有线形叠加性。系统输出的稳态响应为:
y(t)?y1(t)?y2(t)????????0.499cos(10t?2.86)?0.17cos(100t?71.5)00
21.541?n例3.试求传递函数为和2的俩每个个环节串联后组成的系统的23.5s?0.5s?1.4?ns??n总灵敏度。
解:求当S=0时的两传递函数之值
241?n1.5?3.0;223.5s?0.5s?0s?1.4?ns??n?41
s?0两环节串联后系统的总灵敏度为
S=3.0×41=123
例4. 设一力传感器可作为二阶凝结处理,已知传感器的固有频率 fn?800Hz,阻尼比ξ=0.14时,用其测量正弦变化的外力,频率f=400Hz,求振幅比A(ω)及φ(ω)是多少?若ξ=0.7时,则A(ω)及 φ(ω)将改变为何值? 解:(1)按题意,当 ??400?2?;?n?800?2?时,即
??0.5,且ξ=0.14则有 ?nA(400)?[1?(?????????????1?22?)]?4?2()2?n?n1(1?0.5)?4?0.14?0.52222
?1.31??n?(400)??arctg??10.57o
?1?()2?n2?即此时的幅值比为A(ω)=1.31,相位移为-10.57°。
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(2)当ξ=0.7时可解得A(400)=0.975;φ(400)=-43.03° 即幅值比为:A(400)=0.975;相位移为-43.03°。
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