测试第二章测试装置的基本特性2.ppt

测量系统的动态标定就是确定系统的动态响应及与动态响应有关的参数. 一阶测量系统只有时间常数 一个动态参数。 二阶测量系统则有固有频率 和阻尼比 两个动态参数。 常见的测量方法有两种： 2.6 测量系统动态特性获取方法 * L F1 * 1.频率响应法 根据幅频特性分别按图2-12和图2-15求得一阶系统的时间常数 和欠阻尼二阶系统的阻尼比 、固有频率 。 利用3dB带宽求取 1）一阶系统 2.6 测量系统动态特性获取方法 2）由曲线获取系统动态特性参数 2）二阶系统 a、欠阻尼系统 2.6 测量系统动态特性获取方法 利用 可以从图上读出对应的 值及 值，将其代入下面式中，便可求出 、 。 b、小阻尼系统 2.6 测量系统动态特性获取方法 2.阶跃响应法： 利用实验方法获取系统阶跃响应曲线，再根据曲线获取系统动态特性参数。 1）一阶系统 对于一阶测量系统，测得阶跃响应后，取输出值达到 最终值63.2%所经过的时间作为时间常数 。 ★ 2.6 测量系统动态特性获取方法 ★直接利用曲线获取τ值存在的问题： 没有涉及响应的全过程，测量结果的可靠性仅仅取决某些个别的瞬时值，尤其是零点不好确定，其次是动态测量中存在随机噪声的影响，必然影响到读数误差。 ★ 改进方法： 一阶测量系统的阶跃响应函数为 2.阶跃响应法 2.6 测量系统动态特性获取方法 改写后得 令： 则： 上式表明z 与时间t 成线性关系，并且有 （见下图 ）。有了这些数据后，可采用最小二乘法求取k，再由 k 求时间常数 。 2.阶跃响应法 2.6 测量系统动态特性获取方法 优点：可以利用多点数据，排除两点求取 的误差。如果是一阶系统，z—t必然是线性关系，若用第一种方法，很可能会将过阻尼二阶系统当成了一阶系统处理。 2.阶跃响应法 2.6 测量系统动态特性获取方法 根据z ―t曲线与直线拟合程度可判断系统和一阶线性测量系统的符合程度。 2）二阶系统 欠阻尼系统阶跃响应曲线如图所示 2.阶跃响应法 2.6 测量系统动态特性获取方法 2-25 2.阶跃响应法 基本依据：二阶欠阻尼系统的阶跃响应表达式 2.6 测量系统动态特性获取方法 典型的欠阻尼( 1)二阶测量系统的阶跃响应函数表明，其瞬态响应是以 的圆频率作衰减振荡的，此圆频率称为有阻尼圆频率，并记为 ，由曲线可测得振荡周期 Td , 2.阶跃响应法 按照求极值的通用方法，可求得各振荡峰值所对应的时间tp=0、π/ 、2π/ 、…，将t=π/ 代入表2-1中单位阶跃响应式，可求得最大过调量M(图2-26)和阻尼比 之间的关系。 （2-39） 测得 M 之后，便可按式（2-40）或者与之相应的图2-26来求得阻尼比 ，即: 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 M(%) 图2-26 超调量与阻尼比的关系 （2-40） 2.6 测量系统动态特性获取方法 ★存在问题：同一阶系统。 ★注意：单位阶跃响应 ★改进方法： 如果测得阶跃响应有较长瞬变过程，还可利用任意两个过调量 和 来求得阻尼比 ， 其中：n为两峰值相隔的周期（整数）。设 峰值对应 的时间为ti，则峰值 对应的时间为 2.阶跃响应法 2.6 测量系统动态特性获取方法 07-1/3-6# 将它们代入表2-1中二阶系统单位阶跃响应计算式，可得 整理后可得 其中 (2-41) 若考虑当 ＜0.1时，以1代替 ，