第2章测试系统分析
苏进磊 11090433
第一章思考题,总共任选三题,5、6、7题中至少选做一题:
1、论述测试、测量和计量的意义与差别?
答:在我看来,若想知道这三者之间的意义与差别的话,了解他们本身的定义是十分有需要的。
测试:通过对研究对象进行具有试验性质的测量以获取研究对象相关信息的认识过程。
测量:以确定量值为目的的一组操作。
计量:实现单位统一、两只准确可靠的一组活动。
通过定义可得知一种关系:计量是为了更好的测量,它为测量提供了保证以及准确可靠的要求;测试是测量+实验,测量是测试里的一部分操作,换言之,测试是意义更为广泛的测量。
而说到意义,计量则是基础,测量是通过实验获取数据,而测试要在或数据后还要进行数据分析处理等过程。
以上便是三者的意义与差别。
2、论述测量偏差、随机误差的概念,举例说明偏差和误差的估计方法和指标;
答:测量偏差指对同一对象进行多次测量,如果测量误差按一定规律变化或保持为一个常数,这种误差称为“系统误差”或称“偏差”。
而随机误差指对同一对象进行多次测量,如果测量误差的大小和符号以不可知的方式变化,这种误差称为“随机误差”。
对于偏差和误差的估计方法和指标有两种:算术平均值和标准差,其中均值是真值的最佳估计。
多次重复测量用统计方法计算出的标准偏差,这样的例子
可以举抛硬币,只有当实验的次数足够多时,两个面出现的概率才接近二分之一。
3、论述系统的幅频特性的物理意义及二阶系统的特点;
答:同上,若要知道系统的幅频特性的物理意义就必须先了解什么是幅频特性。
幅频特性在我看来,是对于一个系统,首先建立出它的数学模型,找出输入与输出之间的关系,在通过傅立叶变化从而将它从时域上转换到复数域上,再找出输出信号与输入信号幅值比,便是系统的幅频特性。
而在物理意义上是指在稳态情况下,测试装置对不同频率谐波的被测信号的幅值进行衰减或放大的特性,它又称动态灵敏度。
举个例子,若给系统一个正弦输入,系统输出响应随着正弦输入的角频率w而呈现不同的变化,其中输出幅度随着w变化规律为幅频特性。
对于二阶系统,我们对它一点都不陌生。
因为,很多实际控制系统都是二阶系统。
例如RCL电网络、带有惯性载荷的液压助力器、质量-弹簧-阻尼机械系统等等。
我们可以通过二阶系统的动力学方程可得知无阻尼固有频率和阻尼比是二阶系统的特征参数,也表明了二阶系统本身与外界无关的特性。