廣東工業(yè)大學測試技術(shù)實驗報告模板-資料下載頁
2025-08-03 04:08本頁面
【正文】 4) 峰值減去穩(wěn)態(tài)值即可得到各個超調(diào)量(5) 根據(jù)各個超調(diào)量及其時間，利用相關(guān)公式，即可計算出系統(tǒng)的動態(tài)特性參數(shù)。2) 繪出 5 種情況下系統(tǒng)的階躍響應曲線建議利用 matlab 完成。(1) 啟動 matlab(2) 打開保存有數(shù)據(jù)的文本文件，如打開文件“3104000402_張三_No1(mz_K1_C1).txt”, 將該文件另存為“”后，選中并刪除文本文件“” 開頭包含有漢字的前 7 行（有5 行漢字，2 個空格行）。刪除了開頭幾行漢字的“”文本文件的開頭如圖1 所示。(3) 將文本文件 復制到matlab 的當前工作目錄下或?qū)?所在的文件夾設(shè)為matlab 的當前工作目錄。(4) 在 matlab 的命令窗口中輸入:load 。通過上述命令將文本文件“”中的數(shù)據(jù)導入matlab 的工作空間，生成一個名為No1 的多行5 列的數(shù)組，可利用whos 命令查看，如圖2 所示。(5) 繪制位移曲線。橫坐標為時間，是數(shù)組No1 中的第4 列,利用No1(:,4)提取數(shù)組中的第4 列。由于第4 列保存的是采樣時計算機的系統(tǒng)時間，單位為毫秒（ms），不是從零開始的。利用(No1(:,4)No1(1,4))* 將時間調(diào)整為從零開始， 是將時間單位換成秒（s）?？v坐標為位移，是數(shù)組No1 中的第2 列。利用No1(:,2)提取數(shù)組中的第2 列。在命令窗口輸入： plot((No1(:,4)No1(1,4))*,No1(:,2))即可繪出系統(tǒng)的位移曲線。如圖 3 所示。(6) plot 的圖形文件。對fig 圖形文件的處理參見實驗“典型信號的合成與分解”的相關(guān)內(nèi)容。主要是將背景改為白色。3）根據(jù)計算結(jié)果，結(jié)合階躍響應曲線，進行分析(1) 比較第①和②組數(shù)據(jù)的計算結(jié)果，分析阻尼c 對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響。(2) 比較第②和③、④和⑤組數(shù)據(jù)的計算結(jié)果，分析振子的質(zhì)量m對系動態(tài)特性的影響。(3) 比較第③和④組數(shù)據(jù)的計算結(jié)果，分析彈簧剛度K 對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響。4）計算振子組件的質(zhì)量mz3)系統(tǒng)的位移曲線（1）質(zhì)量振子組件+1 號彈簧+阻尼器放在空氣中m = mz：系統(tǒng)位移曲線1（2） 質(zhì)量振子組件+1 號彈簧+阻尼器放在水中：系統(tǒng)位移曲線2（3） (質(zhì)量振子組件+1 號U 型質(zhì)量塊)+1 號彈簧+阻尼器放在水中：系統(tǒng)位移曲線3（4） (質(zhì)量振子組件+1 號U 型質(zhì)量塊)+2 號彈簧+阻尼器放在水中：系統(tǒng)位移曲線4（5） (質(zhì)量振子組件+2 號U 型質(zhì)量塊)+2 號彈簧+阻尼器放在水中：系統(tǒng)位移曲線5（含結(jié)果分析）: （1）比較第①和②組數(shù)據(jù)的計算結(jié)果，分析阻尼c 對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響。答：比較第①和②組數(shù)據(jù)，二階測量系統(tǒng)的階躍響應呈衰減的SIN函數(shù)振蕩，并隨時間的增長而趨于穩(wěn)態(tài)輸出。可以看出增加阻尼c,當振子質(zhì)量m與彈簧剛度K不變時，阻尼比ξ=將增大，使上升時間tr、峰值時間tp增大，系統(tǒng)響應速度降低；減小超調(diào)量σ%，調(diào)節(jié)時間ts減小，降低系統(tǒng)振蕩。(2) 比較第②和③、④和⑤組數(shù)據(jù)的計算結(jié)果，分析振子的質(zhì)量m對系動態(tài)特性的影響。答：比較第②和③、④和⑤組數(shù)據(jù)，可以看出質(zhì)量m增加,根據(jù)公式ωn=，ωn隨著m增大而減小，上升時間tr增大，峰值時間tp增大，系統(tǒng)響應速度降低；調(diào)節(jié)時間ts減小，降低了系統(tǒng)振蕩。(3) 比較第③和④組數(shù)據(jù)的計算結(jié)果，分析彈簧剛度K 對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響。答：比較第③和④組數(shù)據(jù)，根據(jù)公式ωn=，當K增大時，ωn也增大，1號彈簧的簧剛度K1比2號彈簧的簧剛度K2要大，由實驗數(shù)據(jù)可以看出彈簧剛度K越大，上升時間tr減小，峰值時間tp減小，系統(tǒng)響應速度增加；超調(diào)量σ%增加，調(diào)節(jié)時間ts增加，增大了系統(tǒng)振蕩。 4. 問題與討論: 要求:必須提出2個以上與本次實驗有關(guān)的問題進行討論。，能否通過增加彈簧的剛度K來提高mkc二階系統(tǒng)的響應速度？ 答：可以，由公式ωn=，ξ=，當增加彈簧剛度K時，ωn增大，ξ減小，根據(jù)二階系統(tǒng)的時間響應關(guān)系，上升時間tr減小，峰值時間tp減小，也就是系統(tǒng)響應時間是減小的，所以可以提高響應速度。2. 理論上，根據(jù)二階系統(tǒng)階躍響應的最大超調(diào)量M可以求出系統(tǒng)的阻尼比。可在本實驗中卻采用相鄰的n個超調(diào)量來計算，為什么？ 答：因為實驗存在系統(tǒng)誤差、隨機誤差等實驗誤差，僅僅靠一個超調(diào)量計算出的阻尼比不能夠真實的反應系統(tǒng)的阻尼比，為了盡可能的接近真實阻尼比，本實驗采用相鄰的n個超調(diào)量進行計算，減少實驗誤差。 ξ=，n為該兩個峰值相隔的某一整周
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