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《測(cè)試系統(tǒng)的基本特性_1ppt培訓(xùn)課件》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、本章總課時(shí)理論6課時(shí)、實(shí)驗(yàn)2課時(shí)，共計(jì)8課時(shí)。本章主要內(nèi)容本本章主要內(nèi)容包括測(cè)試裝置與線性系統(tǒng)，測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性，測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，實(shí)現(xiàn)不失真的條件。本章基本要求熟練掌握測(cè)試裝置的基本要求與線性系統(tǒng)的主要性質(zhì)，熟練掌握測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性的分析方法及其相關(guān)特性指標(biāo)，熟練掌握測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的描述與分析方法，掌握測(cè)試系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的測(cè)定以及不失真測(cè)試的條件。本章重點(diǎn)及難點(diǎn)本章重點(diǎn)為測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性與動(dòng)態(tài)特性，其中靜態(tài)特性及動(dòng)態(tài)特性的描述與分析方法為主要內(nèi)容。難點(diǎn)為測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。測(cè)試系統(tǒng)的特
2、性分析實(shí)際上就是研究測(cè)試系統(tǒng)本身及其作用于它的輸入信號(hào)、輸出信號(hào)三者之間的關(guān)系。特性分析的意義測(cè)試裝置的特性直接影響測(cè)試結(jié)果的正確性，因而，在測(cè)試之前應(yīng)對(duì)所選用的測(cè)試裝置的基本特性有足夠的了解。特性分類(lèi)測(cè)試系統(tǒng)依據(jù)被測(cè)信號(hào)是靜態(tài)還是動(dòng)態(tài)分別表現(xiàn)為靜態(tài)特性或動(dòng)態(tài)特性。雖然描述測(cè)試系統(tǒng)這兩種特性的參數(shù)不一樣，但它們是相互聯(lián)系和影響的，也就是說(shuō)，一個(gè)靜態(tài)特性差的測(cè)試系統(tǒng)，很難想象其動(dòng)態(tài)特性會(huì)好?！?測(cè)試裝置與線性系統(tǒng)系統(tǒng)：通常是指一系列相關(guān)事物按一定聯(lián)系組成能夠完成人們指定任務(wù)的整體。測(cè)試系統(tǒng)：即可能
3、是在上述含義下所構(gòu)成的一個(gè)復(fù)雜裝置的測(cè)試系統(tǒng)，也可能是指該測(cè)試系統(tǒng)的各組成環(huán)節(jié)。“裝置”和“系統(tǒng)”一般不加以區(qū)分。一.測(cè)試裝置的基本要求研究測(cè)試裝置的特性，主要是分析和處理系統(tǒng)的輸入量x(t)、輸出量y(t)以及裝置本身的傳輸特性h(t)三者之間的關(guān)系，知道其中的兩個(gè)量，就可以確定另一個(gè)量。1.理想的測(cè)試裝置應(yīng)該具有單值的、確定的輸入輸出關(guān)系。即對(duì)于每一輸入量都應(yīng)只有單一的輸出量與之對(duì)應(yīng)。2.最佳關(guān)系以輸出與輸入成線性關(guān)系為最佳關(guān)系。在輸入信號(hào)取值基本不隨時(shí)間而變化的靜態(tài)測(cè)量中，測(cè)試系統(tǒng)的這種線
4、性關(guān)系雖然總是所希望的，但不是必須的，因?yàn)橛们€校正或輸出補(bǔ)償技術(shù)作靜態(tài)非線性校正并不困難；在動(dòng)態(tài)測(cè)試中，測(cè)試系統(tǒng)本身應(yīng)該力求是線性系統(tǒng)。這不僅因?yàn)槟壳皩?duì)線性系統(tǒng)能夠作比較完善的數(shù)學(xué)處理與分析，而且也因?yàn)樵趧?dòng)態(tài)測(cè)試中作非線性校正目前還相當(dāng)困難，即使可以作這樣的校正，費(fèi)用也高。實(shí)際測(cè)試系統(tǒng)大多不可能在整個(gè)范圍內(nèi)完全保持線性，而只能在一定范圍內(nèi)和一定的(誤差)條件下作線性處理，這就是該測(cè)試系統(tǒng)的工作范圍。1.線性系統(tǒng)在實(shí)際測(cè)試工作中，把測(cè)試系統(tǒng)在一定條件下，看成一個(gè)線性系統(tǒng)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。測(cè)試
5、裝置的輸入量x(t)和輸出量y(t)都是時(shí)間的函數(shù)。如果它們之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系x(t)→y(t)可以用線性常微分方程來(lái)描述，則稱(chēng)該系統(tǒng)為時(shí)不變線性系統(tǒng)，也稱(chēng)定常線性系統(tǒng)。即(3.1.1)二.線性系統(tǒng)及其主要性質(zhì)通常n>m，表明系統(tǒng)是穩(wěn)定的，即系統(tǒng)的輸入不會(huì)使輸出發(fā)散。系數(shù)a0、a1、…、an和b0、b1、…、bm均為常數(shù)，不隨時(shí)間而變化。嚴(yán)格地說(shuō)，很多物理系統(tǒng)是時(shí)變的，因?yàn)闃?gòu)成物理系統(tǒng)的材料、元件、部件的特性并非都是非常穩(wěn)定的。它們的不穩(wěn)定，會(huì)導(dǎo)致微分方程式系數(shù)的時(shí)變性。但是，在工程領(lǐng)域中，常?？梢?/p>
6、以足夠的精確度認(rèn)為常見(jiàn)的物理系統(tǒng)中的參數(shù)a0、a1、…、an和b0、b1、…、bm是時(shí)不變的，從而把一些時(shí)變線性系統(tǒng)當(dāng)作時(shí)不變線性系統(tǒng)來(lái)處理。(1)疊加性即符合疊加原理。如果x1(t)→y1(t)，x2(t)→y2(t)，則[x1(t)±x2(t)]→[y1(t)±y2(t)](3.1.2)疊加原理表明，作用于線性系統(tǒng)的各個(gè)輸入所產(chǎn)生的輸出是互不影響的。在分析眾多復(fù)雜輸入時(shí)，可以先分析單個(gè)輸入作用時(shí)的輸出，然后將所有輸出疊加即為總輸出。(2)比例特性如果x(t)→y(t)，則對(duì)于任意常數(shù)k，恒有
7、kx(t)→ky(t)(3.1.3)(3)微分特性系統(tǒng)對(duì)輸入微分的響應(yīng)等于對(duì)原輸入響應(yīng)的微分。即如果x(t)→y(t)，則dx(t)/dt→dy(t)/dt(3.1.4)2.線性系統(tǒng)的主要性質(zhì)(4)積分特性如果系統(tǒng)的初始狀態(tài)為零，則系統(tǒng)對(duì)輸入積分的響應(yīng)等于原輸人響應(yīng)的積分。即如果x(t)→y(t)，則→(3.1.5)(5)頻率保持特性即如果x(t)→y(t)，則xi(t)=Xisin(ωit+θx)→yi(t)=Yisin(ωit+θy)(3.1.6)也就是說(shuō)信號(hào)經(jīng)過(guò)測(cè)試裝置后，幅值可能放大或縮
8、小，相位也可能發(fā)生變化，但頻率不會(huì)變化。判斷一個(gè)系統(tǒng)是否是線性系統(tǒng)，只要判斷該系統(tǒng)是否滿(mǎn)足疊加性和比例性。若滿(mǎn)足就是線性系統(tǒng)。線性時(shí)不變系統(tǒng)的這些性質(zhì)，特別是疊加特性和頻率保持特性，對(duì)測(cè)試工作十分有用。例如，知道了線性時(shí)不變系統(tǒng)的輸入激勵(lì)頻率，那么可以判斷所得的響應(yīng)信號(hào)中只有與輸入激勵(lì)同頻的分量才是輸入所引起的，而其他頻率分量都是噪聲。所以，即使在很強(qiáng)的噪聲背景下，依據(jù)頻率保持特性，采用濾波技術(shù)，也可以把有用的信息提取出來(lái)。3.線性系統(tǒng)的判定與線性系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的是非線性系統(tǒng)。非線性系統(tǒng)是指不具有線性
