1、测试技术与测试信号处理,第三章 测试系统分析 3-1 概述 3-2 静态特性一.误差表达1. 绝对误差 2. 相对误差 3. 引用误差,二.静态特性1. 灵敏度2. 非线性度回程误差,3-3 动态特性一.线性系统(一) 线性定常系统,(二)线性系统的性质性质一 叠加性:性质二 比例特性:性质三 微分特性:性质四 积分特性:性质五 频率保持性:二.测试系统动态特性的描述和作用,1 .测试系统对任意输入信号的时域响应;脉冲响应函数,h(t):系统的脉冲响应函数。反映了系统传输信号的特性。2.测试系统特性的频域描述,频率响应函数。,系统固有(角)频率:系统的阻尼率:系统的灵敏度:,归一化:,幅频特性
2、:,相频特性:,3.信号通过系统的时频域响应。,时域:频域:,频域响应信号的幅值运算:相位运算:,例:二阶线性系统,频响函数为:,幅频特性为:,相频特性为:,输入:,假设:n,时域响应y的表达式:,三.理想频响函数不失真测试:幅值成常数倍时延一致,不失真测试条件下系统的频响函数:,幅频特性与相频特性:,四.频响函数的测定1.正弦信号激励2.脉冲信号激励3.阶跃信号激励,则,工程中遇到的物理系统,大多可以近似为定常线性系统,可以用线性常微分方程来描述。在线性系统分析中有一个强有力的数学工具-拉普拉斯变换,简称拉氏变换。通过拉氏变换,常微分方程可简化为代数方程,从而可以用传递函数来作为线性系统动态
3、特性的描述(s域,s为拉氏算子)。在时域中,相应地有单位脉冲响应函数,后者可以由传递函数的拉氏反变换得到。对大多数实际工程系统,令复数“sj”,可以由传递函数得到线性系统在频域的描述频率响应函数。 线性系统的激励(输入)和响应(输出)的关系在s域、时域或频域可以用很简单的关系式表示。有了传递函数、单位脉冲响应函数或频率响应函数,可以很方便地由输入求出输出。反之,已知系统的输入和输出,可以通过试验测试和分析,得到系统的动态特性频率响应函数或脉冲响应函数,进而还可以求出系统的传递函数, ,首先考察单位阶跃函数,五.频响函数与传递函数传递函数:,初始条件为零时,系统输入,输出的拉氏变换之比。系统数学模型的又一种表达方法。描述系统动态特性更广泛。,将信号输入一阶系统,得输出:,将信号输入二阶系统,得输出:,频响函数(正弦传递函数):系统稳态输入与输出的关系。传递函数:系统稳态与瞬态输入与输出的关系。3-4 负载效应一.电路系统的负载效应,二.广义负载效应1. 机电模拟,2.广义负载效应,