测试系统的动态特性
测试系统动态特性的定义: 测试系统的动态特性是指输入量随时间作快速变化时,系统的输出随输入而变化的关系。 (系统的动态响应特性一般通过描述系统的传递函数、频率响应函数及脉冲响应函数等数学模型来进行研究。)
系统传递函数的定义: 当线性系统的初始条件为零,即在考察时刻以前,其输入量、输出量及其各阶导数均为零,且测试系统的输入x(t)和输入y(t)在t>0时均满足狄利克雷条件,则定义输出y(t)的拉普拉斯变换Y(s)与输入x(t)的拉普拉斯变换X(s)之比为系统的传递函数,并记为H(s),即 式中,s称为拉普拉斯算子;an,an-1,...,a1,a0和bm,bm-1,...b1,b0 是由测试系统的物理参数决定的常数。
动态特性参数:系统无阻尼固有频率、系统阻尼率、系统的 响应振荡频率、最大超调量。
表述系统传递函数的主要特点: 传递函数与微分方程有直接联系。 传递函数与微分方程一样,只反映系统(元件)中输出信号与输入信号之间的变化规律,不反映原来物理系统(元件) 的实际结构,即对于许多物理性质截然不同的系统(元件),可以具有相同形式的传递函数。 传递函数是复变量s的有理真分式函数,即m≤n且所有系 数均为实数。(这是由系统的物理性质决定的。) 传递函数只与系统(元件)本身内部结构参数有关,而与输入信号无关。(传递函数只表征系统(元件)本身的特性。)
表述频率特性函数的物理意义: 频率特性反映了系统的内在性质,与外界因素无关,即当系统结构参数给定,频率特性ω变换的规律也随之确定。