第六节 测试装置动态特性的测试

     一．频率响应法
     实施方法：对装置施加稳态正弦激励信号x(t)=X0sinωt，输出达到稳定后测量输出和输入的幅值比和相角差，得该激励频率ω下装置的传输特性。
     量值范围：通常对装置加峰—峰值20%量程的正弦输入信号，ω从小到大直到输出幅值=初始值一半，即得幅值和相频特性曲线 A(f) 和φ(f)。
     （1）一阶系统：主要动态特性参数是τ，可通过下两式直接确定
       
     （2）二阶系统：
     ①可以从相频曲线直接估计其动态特性参数ωn ,ζ。在ω=ωn处输出对输入相角滞后900，该点斜率直接反映了阻尼比ζ的大小。
     ②由幅频特性曲线估计其动态特性参数，计算出阻尼比ζ和无阻尼自然频率ωn。
          


     二．阶跃响应法
     （1） 一阶装置的阶跃响应求其动态特性曲线
           
     上式表明 ln[1-y(t)]与 t 成线性关系，由测得 y(t)作出 ln[1-y(t)]—t曲线，根据其斜率确定时间常数τ。此方法运用了全部数据，考虑了瞬态响应的全过程。
     （2）二阶装置的阶跃响应求其动态特性曲线对典型欠阻尼二阶装置的阶跃响应来说，其瞬态响应是以有阻尼圆频率ωd= 作衰减振荡，对其求极值可确定对应时间为 tp= 0, π/ωd, 2π/ωd ,…。将 t =π/ωd带入公式可求得最大超调量M和阻尼比ζ的关系式，见图。测得M后，按作出的M-ζ图，求取阻尼比ζ。