幅頻響應(yīng)
關(guān)注創(chuàng)建者：東邪不邪 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-12
幅頻響應(yīng)的視頻教程
采用matlab編程狀態(tài)方程的方式描述二自由度1/4懸架幅頻響應(yīng)特性
本節(jié)課采用matlab編寫狀態(tài)方法的方式，描述二自由度1/4懸架幅頻響應(yīng)特性，區(qū)別去前三節(jié)課中：matlab牛二定律法、simulink搭積木法、simulink狀態(tài)方程法。歡迎大家探討學(xué)習(xí)，如有不足，懇請指正。共同學(xué)習(xí)。視頻中的源程序我放到課程附件里面了。大家可以直接下載使用
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simulink四自由度俯仰或者側(cè)傾半車模型搭建以及幅頻響應(yīng)分析
這一節(jié)主要講解如何利用simulink通過搭積木方式建立四自由度半車模型，此模型通用俯仰或者側(cè)傾運(yùn)動，四個(gè)自由度分別是前后輪或左右輪的簧下位移，簧上質(zhì)量位移，以及俯仰角或側(cè)傾角，一共四個(gè)自由度，該模型后期可以添加半主動控制力進(jìn)去進(jìn)行半主動控制策略分析。保姆級教學(xué)。。。。路面激勵(lì)基于空間功率譜與時(shí)間功率譜轉(zhuǎn)換建立，源程序附在課程下邊，有需要的同學(xué)自行下載，參考的論文是：孫攀. 汽車半主動懸架平順性優(yōu)化控制仿真研究
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幅頻響應(yīng)的實(shí)例教程
（2）縱向比較法：是指對同一臺變壓器、同一繞組、同一分接開關(guān)位置、不同時(shí)期的幅頻響應(yīng)特性進(jìn)行比較，根據(jù)幅頻響應(yīng)特性的變化判斷變壓器的繞組變形。該方法具有較高的檢測靈敏度和判斷準(zhǔn)確性，但需要預(yù)先獲得變壓器原始的幅頻響應(yīng)特性，并應(yīng)排除因檢測條件及檢測方式變化所造成的影響。
（3）橫向比較法：是指對變壓器同一電壓等級的三相繞組幅頻響應(yīng)特性進(jìn)行比較，必要時(shí)借鑒同一制造廠在同一時(shí)期制造的同型號變壓器的幅頻響應(yīng)特性，來判斷變壓器繞組是否變形。該方法不需要變壓器原始的幅頻響應(yīng)特性，現(xiàn)場應(yīng)用較為方便，但應(yīng)排除變壓器的三相繞組發(fā)生相似程度的變形或者正常變壓器三相繞組的幅頻響應(yīng)特性本身存在差異的可能性。
繞組變形測試最終數(shù)據(jù)為同相繞組兩次測試曲線的相關(guān)系數(shù)值，按《電力變壓器繞組變形的頻率響應(yīng)分析法》（DL/T 911—2004）之規(guī)定可得出是否變形和變形嚴(yán)重程度的判斷。但在實(shí)際工作中，還應(yīng)結(jié)合短路阻抗、直流電阻、變比等試驗(yàn)項(xiàng)目的結(jié)果進(jìn)行綜合分析，也可以通過介損試驗(yàn)，測量變壓器各側(cè)繞組對地的電容量來判斷分析，其測量部位見表Z13G6002Ⅲ-2。
展開 （2）縱向比較法：是指對同一臺變壓器、同一繞組、同一分接開關(guān)位置、不同時(shí)期的幅頻響應(yīng)特性進(jìn)行比較，根據(jù)幅頻響應(yīng)特性的變化判斷變壓器的繞組變形。該方法具有較高的檢測靈敏度和判斷準(zhǔn)確性，但需要預(yù)先獲得變壓器原始的幅頻響應(yīng)特性，并應(yīng)排除因檢測條件及檢測方式變化所造成的影響。
（3）橫向比較法：是指對變壓器同一電壓等級的三相繞組幅頻響應(yīng)特性進(jìn)行比較，必要時(shí)借鑒同一制造廠在同一時(shí)期制造的同型號變壓器的幅頻響應(yīng)特性，來判斷變壓器繞組是否變形。該方法不需要變壓器原始的幅頻響應(yīng)特性，現(xiàn)場應(yīng)用較為方便，但應(yīng)排除變壓器的三相繞組發(fā)生相似程度的變形或者正常變壓器三相繞組的幅頻響應(yīng)特性本身存在差異的可能性。
繞組變形測試最終數(shù)據(jù)為同相繞組兩次測試曲線的相關(guān)系數(shù)值，按《電力變壓器繞組變形的頻率響應(yīng)分析法》（DL/T 911—2004）之規(guī)定可得出是否變形和變形嚴(yán)重程度的判斷。但在實(shí)際工作中，還應(yīng)結(jié)合短路阻抗、直流電阻、變比等試驗(yàn)項(xiàng)目的結(jié)果進(jìn)行綜合分析，也可以通過介損試驗(yàn)，測量變壓器各側(cè)繞組對地的電容量來判斷分析，其測量部位見表Z13G6002Ⅲ-2。
展開 動態(tài)一般是看階躍響應(yīng)曲線和伯德圖。階躍響應(yīng)是考察時(shí)域特性，伯德圖是考察頻域特性。
階躍響應(yīng)包括兩個(gè)重要指標(biāo)：上升時(shí)間和超調(diào)量
伯德圖也包括兩個(gè)重要指標(biāo)：-3DB對應(yīng)的帶寬和諧振
一般的電液系統(tǒng)都可以看成二階震蕩系統(tǒng)，對于二階系統(tǒng)，當(dāng)阻尼系數(shù)＜0.707時(shí)，頻域的震蕩指標(biāo)Mr（諧振峰值）和時(shí)域的阻尼系數(shù)可以互相換算（以前公眾號文章講過多次）。今天舉幾個(gè)例子，有個(gè)直觀感受。
有些朋友可能會疑惑，為什么調(diào)節(jié)系統(tǒng)PID參數(shù)，當(dāng)P值變大時(shí)，系統(tǒng)的超調(diào)量會增加？根據(jù)上面公式，說明此時(shí)系統(tǒng)的阻尼系數(shù)變小了。為什么會變小呢？
公式推導(dǎo)太復(fù)雜，也非常無趣，以最簡單的單位負(fù)反饋為例子：
直接看結(jié)果，當(dāng)P值增加時(shí)，系統(tǒng)的開環(huán)總增益K增加，此時(shí)系統(tǒng)的阻尼系數(shù)變小。自然固有頻率增加。系統(tǒng)響應(yīng)變快，自然容易震蕩和超調(diào)。
下面看幾個(gè)例子：
例一：階躍響應(yīng)超調(diào)小時(shí)（藍(lán)色曲線），諧振峰值也小（伯德圖中+0.2db）：
例二：階躍響應(yīng)超調(diào)大時(shí)（藍(lán)色曲線），諧振峰值也大（伯德圖中+1.1db）：
展開 這里的0.35是示波器帶寬和上升時(shí)間(一階高斯模型時(shí)的10%-90％上升時(shí)間)之間的比例系數(shù)，示波器的放大器大多數(shù)使用的是一階高斯型RC低通濾波器的響應(yīng)模型。使用這個(gè)公式很容易計(jì)算出 tr上升時(shí)間，但是，實(shí)際往往不是這樣的。
圖3的表格給出了不同信號標(biāo)準(zhǔn)所需要的測量系統(tǒng)帶寬的建議，建議的系統(tǒng)帶寬能夠保證上升時(shí)間或其它測量得到合理的測試精度。
注意，儀器系統(tǒng)很多因數(shù)都會影響在示波器測試上升時(shí)間結(jié)果的精度，這些因數(shù)包括信號源、探頭以及示波器。
圖3表格是假設(shè)信號和示波器的測試系統(tǒng)都是一階響應(yīng)特性，但是在實(shí)際上，特別是今天的高速串行信號，這個(gè)假設(shè)與實(shí)際相差甚遠(yuǎn)。對于最大平坦包絡(luò)延遲響應(yīng)，示波器的帶寬和上升時(shí)間的關(guān)系系數(shù)接近0.45。在圖3中，可以看出上升時(shí)間和帶寬比例系數(shù)的變化，20GHz幅頻響應(yīng)模型也發(fā)生變化，從簡單的一階響應(yīng)到32階響應(yīng)。16階和32階響應(yīng)類似現(xiàn)在的高性能示波器的響應(yīng)特性，這類高性能示波器的tr/BW比例系數(shù)接近0.4或0.45。
對于這樣的比例系數(shù)，示波器的幅頻響應(yīng)從低頻到示波器帶寬截止頻率的平坦度非常好。
另外，如果儀器使用非常好的濾波器，那么它的幅度和相位都會得到較好的補(bǔ)償，以便以最好的保真度捕獲和分析復(fù)雜信號。
什么是真正意義上最好的示波器？
兩臺示波器具有相同帶寬性能可以有不同的上升時(shí)間，以及不同的幅頻響應(yīng)和相位響應(yīng)。
因此，只有知道示波器的帶寬，將無法可靠地知道其測量能力或其能夠準(zhǔn)確捕捉復(fù)雜信號（像高速串行數(shù)據(jù)流）的能力。
同時(shí)，示波器的真實(shí)的上升時(shí)間和從示波器帶寬計(jì)算出的上升時(shí)間結(jié)果是否一致值得商榷。
展開 通常將對應(yīng)-3dB的頻率值作為幅頻響應(yīng)；-3dB對應(yīng)的幅值比為0.707，即幅值衰減為70%；
相位移-90度對應(yīng)的頻率值作為相頻響應(yīng)。
因此在上圖中，閥開度0.5%時(shí)的幅頻特性（對應(yīng)-3dB）為150Hz，相頻特性（對應(yīng)-90度）為90Hz。而閥開度50%時(shí)的幅頻特性和相頻特性都為60Hz。
幅頻特性體現(xiàn)系統(tǒng)對輸入信號跟隨的強(qiáng)度，而相頻特性則體現(xiàn)系統(tǒng)對輸入信號跟隨的適時(shí)性。舉個(gè)栗子：導(dǎo)彈跟隨系統(tǒng)對相頻響應(yīng)特性的要求就更高，因?yàn)橄到y(tǒng)需要適時(shí)跟蹤捕獲的目標(biāo)（如空中的敵機(jī)），只要擊中就能造成巨大的打擊。
來看一個(gè)實(shí)際的樣本，以派克漢尼汾的D1FP比例伺服換向閥為例，其頻率響應(yīng)特性曲線如下：
從圖中即可看到控制信號為5%時(shí)，幅頻響應(yīng)及相頻響應(yīng)特性都為350Hz；這從樣本參數(shù)表里也得到驗(yàn)證，350Hz的頻響特性已經(jīng)達(dá)到甚至超過了部分伺服閥的性能。
動態(tài)響應(yīng)特性是液壓閥的關(guān)鍵參數(shù)，對系統(tǒng)的響應(yīng)速度有著至關(guān)重要的意義。在選用液壓閥時(shí)，需要重點(diǎn)關(guān)注。可根據(jù)系統(tǒng)響應(yīng)的要求來進(jìn)行選擇。
本次內(nèi)容就到這里，希望對你評估液壓閥性能時(shí)有所幫助。
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在閑魚找到這位自稱“仿真工程師”的賣家，約定以1650元的價(jià)格，基于我提供的海上風(fēng)電一體化運(yùn)輸模型，調(diào)試出和參考論文第四章一致的頻域/時(shí)域結(jié)果（包括波浪荷載頻率、運(yùn)動頻幅響應(yīng)、波速等核心輸出），賣家承諾1-5天完成調(diào)試，保證結(jié)果符合要求。
二、核心問題：敷衍交付+質(zhì)量嚴(yán)重不合格
1.
圖3：集成光子器件中的基本結(jié)構(gòu)單元 (a) 定向耦合器， 以及以其為基礎(chǔ)衍生的二級結(jié)構(gòu)單元包括 (b) 馬赫曾德干涉器，(c) 環(huán)形諧振器，和 (d) Sagnac 干涉器
圖4：集成馬赫曾德干涉器，分插復(fù)用型環(huán)形諧振器，以及級聯(lián)Sagnac干涉器的幅頻響應(yīng)對比
圖5：集成一維光子晶體諧振腔，布拉格光柵，以及級聯(lián)Sagnac干涉器的幅頻響應(yīng)對比
但是如果我們直接使用雙線性變換進(jìn)行離散化之后，會發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)換前的模擬濾波器和轉(zhuǎn)換后的數(shù)字濾波器的幅頻響應(yīng)曲線并不一樣。
可以看到數(shù)字濾波器曲線DF，遠(yuǎn)比模擬濾波器AF衰減的要快，也就是說如果模擬截止頻率是10hz,那數(shù)字濾波器衰減更快，截止頻率可以只9hz。
這是為什么呢？
如何用示波器測試視頻參數(shù)（包括視頻輸出電平、水平清晰度、亮度幅頻響應(yīng)、色度幅頻響應(yīng) 、亮度信噪比、色度信噪比、亮度非線形失真等等視頻參數(shù)）？
在圖3中，可以看出上升時(shí)間和帶寬比例系數(shù)的變化，20GHz幅頻響應(yīng)模型也發(fā)生變化，從簡單的一階響應(yīng)到32階響應(yīng)。16階和32階響應(yīng)類似現(xiàn)在的高性能示波器的響應(yīng)特性，這類高性能示波器的tr/BW比例系數(shù)接近0.4或0.45。
對于這樣的比例系數(shù)，示波器的幅頻響應(yīng)從低頻到示波器帶寬截止頻率的平坦度非常好。
（3）橫向比較法：是指對變壓器同一電壓等級的三相繞組幅頻響應(yīng)特性進(jìn)行比較，必要時(shí)借鑒同一制造廠在同一時(shí)期制造的同型號變壓器的幅頻響應(yīng)特性，來判斷變壓器繞組是否變形。
（3）橫向比較法：是指對變壓器同一電壓等級的三相繞組幅頻響應(yīng)特性進(jìn)行比較，必要時(shí)借鑒同一制造廠在同一時(shí)期制造的同型號變壓器的幅頻響應(yīng)特性，來判斷變壓器繞組是否變形。該方法不需要變壓器原始的幅頻響應(yīng)特性，現(xiàn)場應(yīng)用較為方便，但應(yīng)排除變壓器的三相繞組發(fā)生相似程度的變形或者正常變壓器三相繞組的幅頻響應(yīng)特性本身存在差異的可能性。
但是如果我們直接使用雙線性變換進(jìn)行離散化之后，會發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)換前的模擬濾波器和轉(zhuǎn)換后的數(shù)字濾波器的幅頻響應(yīng)曲線并不一樣。
可以看到數(shù)字濾波器曲線DF，遠(yuǎn)比模擬濾波器AF衰減的要快，也就是說如果模擬截止頻率是10hz,那數(shù)字濾波器衰減更快，截止頻率可以只9hz。
這是為什么呢？
來看一個(gè)實(shí)際的樣本，以派克漢尼汾的D1FP比例伺服換向閥為例，其頻率響應(yīng)特性曲線如下：
從圖中即可看到控制信號為5%時(shí)，幅頻響應(yīng)及相頻響應(yīng)特性都為350Hz；這從樣本參數(shù)表里也得到驗(yàn)證，350Hz的頻響特性已經(jīng)達(dá)到甚至超過了部分伺服閥的性能。
現(xiàn)在電液伺服系統(tǒng)對動態(tài)要求越來越高。動態(tài)一般是看階躍響應(yīng)曲線和伯德圖。階躍響應(yīng)是考察時(shí)域特性，伯德圖是考察頻域特性。
階躍響應(yīng)包括兩個(gè)重要指標(biāo)：上升時(shí)間和超調(diào)量
伯德圖也包括兩個(gè)重要指標(biāo)：-3DB對應(yīng)的帶寬和諧振
一般的電液系統(tǒng)都可以看成二階震蕩系統(tǒng)，對于二階系統(tǒng)，當(dāng)阻尼系數(shù)＜0.707時(shí)，頻域的震蕩指標(biāo)Mr（諧振峰值）和時(shí)域的阻尼系數(shù)可以互相換算（以前公眾號文章講過多次
