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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划阻尼测试实验报告机械工程测试技术实验报告实验一信号分析与测量装置特性仿真实验1信号分析虚拟实验实验目的1理解周期信号可以分解成简谐信号，反之简谐信号也可以合成周期性信号；2.加深理解几种典型周期信号频谱特点；3.通过对几种典型的非周期信号的频谱分析加深了解非周期信号的频谱特点。实验原理信号按其随时间变化的特点不同可分为确定性信号与非确定性信号。确定性信号又可分为周期信号和非周期信号。本实验是针对确定性周期信号和非周期信号进行的。1、周期性信号的描述及其频谱的特点任何周期信号如果满足狭
2、义赫利条件，即：在一个周期内如果有间断点，其数目应为有限个；极大值和极小值的数目应为有限个；在一个周期内f(t)绝对可积，即：等于有限值则f(t)可以展开为傅立叶级数的形式，用下式表示：式中：是此函数在一个周期内的平均值,又叫直流分量。它是傅氏级数中余弦项的幅值。2它是傅氏级数中正弦级数的幅值。是基波的圆频率。在数学上同样可以证明，周期性信号可以展开成一组正交复指数函数集形式，即：式中：为周期性信号的复数谱，其中m就为三角级数中的k.。以下都以k来说明。由于三角级数集和指数函数集存在以下关系：所以，两种形式的频谱存在如下关系。即：还把其中的分别称为实频谱由此可见，一复杂的周期性信号是由有限多个
3、或无限多个简谐信号叠加而成，当然，反之复杂的周期性信号也就可以分解为若干个简谐信号。这一结论对工程测试极为重要，因为当一个复杂的周期信号输入到线性测量装置时，它的输出信号就相当于其输入信号所包含的各次简谐波分量分别输入到此装置而引起的输出信号的叠加。周期性信号的频谱具有三个突出特点：、周期性信号的频谱是离散的；、每条谱线只出现在基波频率的整倍数上，不存在非整倍数的频率分量；、各频率分量的谱线高度与对应谐波的振幅成正比。本实验中信号的合成与分解时输入信号包含有正弦波、余弦波，以及周期性的方波、三角波、锯齿波和矩形波。2、非周期信号的描述及其频谱特点设有非周期信号f(t)，由它可构造出一个周期信号
4、,它是由每隔T秒重复一次而形成。，是周期3信号，故可以展开为指数函数的傅里叶级数，如果使周期T，则周期信号就转成非周期信号。即：的复指数傅氏级数可表示为：实验内容在计算机上使用信号分析虚拟实验教学软件对几种典型的周期性信号进行分解与合成，并对非周期性信号进行频谱分析。1、周期信号分解分别对方波、三角波、锯齿波等几种典型的复杂周期性信号进行分解，在确定频率、幅值和初相位的情况下，观察和分析各自的频谱特点及其谐波构成特点，并验证理论的正确性。2、周期信号合成分别对两个以上的同频率或不同频率的正弦信号进行合成，观察和分析合成后的波形及其频谱。根据周期性信号描述的理论知识，恰当地选取几个正弦信号试合成
5、三角波和方波，观察和分析合成后的波形及其频谱变化情况。3、非周期性信号频率分析对闸门函数、冲击函数、正弦扫频函数、单边指数函数等非周期性信号进行频谱分析，也可对自定义函数进行频谱分析。实验结果截图1、信号的分解：正弦三角矩形方波锯齿形机械工程测试技术基础实验-模拟元件实验学院：机电工程学院班级：学号：姓名：杜文谦实验一波形的合成与分解一实验目的1.加深了解信号分析手段之一的傅里叶变换的基本思想和物理意义。2.观察和分析由多个频率、幅值和相位成一定关系的正弦波叠加的合成波形。3.观察和分析频率、幅值相同，相位角不同的正弦波叠加的合成波形。4.通过本实验熟悉信号合成、分解的操作方法，了解信号频谱的
6、含义。二实验内容及结果根据傅里叶级数展开式，用一个频率为100Hz、幅值为600正弦波的前五项谐波近似合成一个方波、三角波、锯齿波、正弦整流波。1.方波x(t)=4A11(sin0t+sin30t+sin50t+.)35图形如下：2.三角波x(t)=8A11(sint-sin3t+sin50t+.)002925图形如下3.锯齿波x(t)=sin20tsin30tAA-(sin0t+.)223图形如下：4.正弦整流x(t)=2A222(1-cos20t-cos40t-cos60t-.)31535图形如下：实验二典型信号的频谱分析一实验目的1.在理论学习的基础上，通过本实验熟悉典型信号的频谱特征，
7、并能够从信号频谱中读取所需的信息。2.了解信号频谱分析的基本原理及方法，掌握用频谱分析提取测量信号特征的方法。二实验结果1.正弦波波形机频谱分析2.正弦波信号幅值谱特性3.方波信号幅值谱特性一、实验名称：受迫振动和阻尼振动二、实验目的：1观测阻尼振动，学习测量振动系统基本参数的方法；2研究受迫振动的幅频特性和相频特性(转载于:写论文网:阻尼测试实验报告)，观察共振现象；3观测不同阻尼对受迫振动的影响。三、实验原理：1有粘滞阻尼的阻尼振动弹簧和摆轮组成一振动系统，设摆轮转动惯量为J，粘滞阻尼的阻尼力矩大小定义为角速度d/dt与阻尼力矩系数的乘积，弹簧劲度系数为k，弹簧的反抗力矩为-k。忽略弹簧的
8、等效转动惯量，可得转角的运动方程为d2dJ2+k=0dtdt记0为无阻尼时自由振动的固有角频率，其值为0=k/J，定义阻尼系数=/，则可解得，阻尼振动角频率为d=Td=2d2周期外力矩作用下受迫振动的解在周期外力矩Mcost激励下的运动方程和方程的通解分别为d2dJ2+k=Mcostdtdt(t)=iexp(-t)cos一般t后，就有稳态解+i+mcos(t-)(t)=mcos(t-)稳态解的振幅和相位差分别为m=arctan2220-其中，的取值范围为，反映摆轮振动总是滞后于激励源支座的振动。3电机运动时的受迫振动运动方程和解弹簧支座的偏转角的一阶近似式可以写成(t)=mcost式中m是摇杆
9、摆幅。由于弹簧的支座在运动，运动支座是激励源。弹簧总转角为-(t)=-mcost。于是在固定坐标系中摆轮转角的运动方程为d2dJ2+k(-mcost)=0dtdt于是得到2m=由m的极大值条件?m?=0可知，当外激励角频率=系统发生共振，m有极大值，称为阻尼比。引入参数=0=于是，我们得到m=arctan四、主要的实验仪器及实验步骤实验仪器：波耳共振仪实验步骤：2(0)1-(0)21打开电源开关，关断电机和闪光灯开关，阻尼开关置于“0”档，光电门H、I可以手动微调，避免和摆轮或者相位差盘接触。手动调整电机偏心轮使有机玻璃转盘F上的0位标志线指示0度，亦即通过连杆E和摇杆M使摆轮处于平衡位置。染
10、货拨动摆轮使偏离平衡位置150至200度，松开手后，检查摆轮的自由摆动情况。正常情况下，震动衰减应该很慢。2开关置于“摆轮”，拨动摆轮使偏离平衡位置150至200度后摆动，由大到小依次读取显示窗中的振幅值j；周期选择置于“10”位置，按复位钮启动周期测量，体制时读取数据10Td。并立即再次启动周期测量，记录每次过程中的10Td的值。逐差法计算阻尼比；用阻尼比和振动周期Td计算固有角频率0。3.依照上法测量阻尼三种阻尼状态的振幅。求出、Q。4.开启电机开关，置于“强迫力”，周期选择置于“1”，调节强迫激励周期旋钮以改变电机运动角频率，选择2个或3个不同阻尼比，测定幅频和相频特性曲线，注意阻尼比较
11、小时，共振点附近不要测量，以免振幅过大损伤弹簧；每次调节电机状态后，摆轮要经过多次摆动后振幅和周期才能稳定，这时再记录数据。要求每条曲线至少有12个数据点，其中要包括共振点，即=/2的点。五、数据处理：阻尼振动：1.阻尼档为0时，1b=225b=(lnj=125j+25-ln?j)=-*10-3125(Dj-D)2/(25-1)=*10-4b2-4=*10224+b42=b=*10-5223/210Td1+10Td2+10Td3+10Td4+10Td5=501Td=(10Tdj-10Td)/(5-1)=5Td=0=2/(Td-2)=0=0(Td2)+()2=21-Td2.阻尼档为2时，1b=2
12、5b=(lnj=15j+5-ln?j)=-*10-2-D)2/(5-1)=*10-415(Djb2-2=*10224+b42-5=b=*10223/2T1+T2+T3+T4+T5+T6+T7+T8+T9+T10=101T=(Tj-T)/(10-1)=10T=0=2/(T-2)=0=0(T)2+()2=21-T3.阻尼档为4时，1b=25b=(lnj=15j+5-ln?j)=-D)2/(5-1)=*10-315(Djb2-2=*10224+b42=b=*10-4223/2T1+T2+T3+T4+T5+T6+T7+T8+T9+T10=101T=(Tj-T)/(10-1)=10T=0=2/(T-2)=0=0(T2)2+()=21-T受迫振动：六、讨论1.做受迫振动实验时最好将阻尼的档数调高，否则测得的振幅无法稳定下来。2.测阻尼振动的数据时最好能把阻尼档数较高时的数据测出，以便与受迫振动测得的数据相对应。3.调节激励源周期时最好旋转旋钮较大的角度，否则所得各相位差之间的差距将过小。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。
