什麼是時域分析,時域分析是什麼

時間 2021-08-30 10:55:19

1樓:延殤

指控制系統在一定的輸入下,根據輸出量的時域表示式,分析系統的穩定性、瞬態和穩態效能。

由於時域分析是直接在時間域中對系統進行分析的方法,所以時域分析具有直觀和準確的優點。

系統輸出量的時域表示可由微分方程得到,也可由傳遞函式得到。

在初值為零時,一般都利用傳遞函式進行研究,用傳遞函式間接的評價系統的效能指標。具體是根據閉環系統傳遞函式的極點和零點來分析系統的效能。此時也稱為複頻域分析。

線性微分方程的解

時域分析以線性定常微分方程的解來討論系統的特性和效能指標。設微分方程如下:

式中,x(t)為輸入訊號,y(t)為輸出訊號。

我們知道,微分方程的解可表示為:

,其中,

為對應的齊次方程的通解,只與微分方程(系統本身的特性或系統的特徵方程的根)有關。對於穩定的系統,當時間趨於無窮大時,通解趨於零。所以根據通解或特徵方程的根可以分析系統的穩定性。

為特解,與微分方程和輸入有關。一般來說,當時間趨於無窮大時特解趨於一個穩態的函式。

綜上所述,對於穩定的系統,對於一個有界的輸入,當時間趨於無窮大時,微分方程的全解將趨於一個穩態的函式,使系統達到一個新的平衡狀態。工程上稱為進入穩態過程。

系統達到穩態過程之前的過程稱為瞬態過程。瞬態分析是分析瞬態過程中輸出響應的各種運動特性。理論上說,只有當時間趨於無窮大時,才進入穩態過程,但這在工程上顯然是無法進行的。

在工程上只討論輸入作用加入一段時間裡的瞬態過程,在這段時間裡,反映了主要的瞬態效能指標。

2樓:南霸天

時域分析定義:

指控制系統在一定的輸入下,根據輸出量的時域表示式,分析系統的穩定性、瞬態和穩態效能。

時域分析特點:

由於時域分析是直接在時間域中對系統進行分析的方法,所以時域分析具有直觀和準確的優點。

系統輸出量的時域表示可由微分方程得到,也可由傳遞函式得到。

在初值為零時,一般都利用傳遞函式進行研究,用傳遞函式間接的評價系統的效能指標。具體 是根據閉環系統傳遞函式的極點和零點來分析系統的效能。此時也稱為複頻域分析。

線性微分方程的解

時域分析實質:

系統達到穩態過程之前的過程稱為瞬態過程。瞬態分析是分析瞬態過程中輸出響應的各種運動特性。理論上說,只有當時間趨於無窮大時,才進入穩態過程,但這在工程上顯然是無法進行的。

在工程上只討論輸入作用加入一段時間裡的瞬態過程,在這段時間裡,反映了主要的瞬態效能指標。

3樓:匿名使用者

2020胡壽鬆自動控制原理6版 第4講 第三章線性系統的時域分析法(一)

時域分析是什麼?

4樓:南霸天

時域分析定義:

指控制系統在一定的輸入下,根據輸出量的時域表示式,分析系統的穩定性、瞬態和穩態效能。

時域分析特點:

由於時域分析是直接在時間域中對系統進行分析的方法,所以時域分析具有直觀和準確的優點。

系統輸出量的時域表示可由微分方程得到,也可由傳遞函式得到。

在初值為零時,一般都利用傳遞函式進行研究,用傳遞函式間接的評價系統的效能指標。具體 是根據閉環系統傳遞函式的極點和零點來分析系統的效能。此時也稱為複頻域分析。

線性微分方程的解

時域分析實質:

系統達到穩態過程之前的過程稱為瞬態過程。瞬態分析是分析瞬態過程中輸出響應的各種運動特性。理論上說,只有當時間趨於無窮大時,才進入穩態過程,但這在工程上顯然是無法進行的。

在工程上只討論輸入作用加入一段時間裡的瞬態過程,在這段時間裡,反映了主要的瞬態效能指標。

5樓:ks是德科技

是德科技提醒您,時域一詞在不同的應用環境中可能指不同的事情,在這裡,我們對慣用術語的解釋如下:

時域: 指在時間範疇內進行的分析或時域測試結果的顯示,這種分析和測試結果顯示在 x-y 曲線上,x 軸表示的是距離 (電長度) 或時間;y 軸表示的則是幅度資訊 (通常為阻抗或電壓)。

時域分析是一種有效的工具,並有著廣泛的應用,包括故障定位、識別聯結器中的阻抗變化、有選擇地消除多餘的響應以及簡化濾波器調諧過程等等。

1 故障定位

故障定位是向量網路分析在帶通工作模式應用下的一個非常好的例項。如果觀察一條電纜的頻率響應時,你會發現在顯示結果中經常會存在由於電纜內的阻抗失配而產生的紋波,但是卻不可能指出電纜內大的反射發生在何處,所看到的是在每個頻率點上電纜內所有反射相加在一起的反射,這是整條傳輸線上所有部分的複合響應。然而,當在時域中觀察時,不僅可以清楚地看到那些由於聯結器引起的大的反射響應,而且還能看到電纜內由於彎曲或失配引起的任何電感性或電容性的阻抗的不連續處。

任何偏離特徵阻抗的正反射或負反射均明顯可見,這些產生阻抗不連續性的位置和大小也很容易確定,時域分析的直觀性即在於此。

2 識別聯結器中的阻抗變化

時域分析在觀察傳輸線上的失配響應時非常有用。當測量被測器件的反射係數 ρ 或 s11 時,反射訊號的大小與被測器件的輸入阻抗成正比。s11 是被測器件的阻抗與測試系統的特徵阻抗 z0 相差大小的量度。

一旦頻域資料轉換成時域資料,便可看到被測器件對階躍或衝激激勵的時域響應。時域響應可以給出各個電路元件的位置和每個元件的實際阻抗。所有這些資訊都可以直接從分析儀的顯示螢幕上看到。

3 利用選通功能來消除不需要的不連續性的影響

向量網路分析儀有一個非常有用的稱為選通的功能,選通功能可以靈活地、有選擇地去除多餘的反射或傳輸響應。一旦對時域資料使用了選通的功能,這些資料也能轉換到頻域,這樣,經過時間選通的響應也可以在頻域中進行評估。這在電纜的設計和故障診斷中十分有用。

時間選通的位置可以通過設定選通的中心位置和時間跨度來控制,也可以通過設定時間選通的起始和終止位置來控制。另外,還可以使用若干選通的形狀來得到最好的測試結果。在消除由於失配引起的誤差方面有不同的方法可用,使用選通就是其中之一,特別是在沒有非常精密的校準標準件使用時,選通功能往往是最為簡單的消除失配影響的方法。

除此之外,對測試夾具的 s 引數進行去嵌入處理、直通-反射-傳輸線 (trl) 校準和傳輸線-反射-匹配 (lrm) 校準都是先進的誤差校正技術,在要求很高的低損耗測量中這些誤差校正技術都是極其精確的。

4 簡化濾波器的調諧

由於時域測量能區別濾波器中各個諧振器的響應和耦合孔徑,故濾波器中的每個諧振器可以單獨調諧。要想在頻域中如此清晰地區分各個諧振器的響應是極其困難的,因為耦合諧振器型濾波器的互動作用屬性使得在確定哪個諧振器或耦合元件需要調諧這件工作變得極為困難。使用時域方法的主要好處在於,它可以讓缺乏經驗的調諧人員只憑簡單的操作指導便能順利地對複雜的濾波器進行調諧。

這項技術可以大大簡化和加速濾波器的調諧過程。

什麼是訊號的時域分析和頻域分析?

6樓:匿名使用者

【問題解答】

1.訊號的時域分析。是指直接在時間域內對系統動態過程進行研究的方法。

詳細介紹

2.訊號頻域分析是採用傅立葉變換將時域訊號x(t)變換為頻域訊號x(f),從而幫助人們從另一個角度來了解訊號的特徵。

詳細介紹

3.訊號的時域分析和頻域分析方法:

時域與頻域變換用傅立葉變換或拉普拉斯變換

常用的分析方法為:畫伯德圖(波特圖),根據波特圖可以知道訊號幅值的變化和相位的延遲,例如在某個頻率範圍內,訊號幅值特性曲線的斜率為-20db/十倍頻,說明訊號頻率每增加已被,幅值-3db。這個分析方法是針對頻域的,時域分析通過微分方程(結合初始條件)來分析,直接以時間為橫座標作圖啊,或者,找出過振盪、振盪及臨界狀態,一般都轉換成頻域來分析。

7樓:sunshine哪來

1.訊號的時域分析:是指直接在時間域內對系統動態過程進行研究的方法。

2.訊號頻域分析:是採用傅立葉變換將時域訊號x(t)變換為頻域訊號x(f),從而幫助人們從另一個角度來了解訊號的特徵。

常用的分析方法為:

畫伯德圖(波特圖),根據波特圖可以知道訊號幅值的變化和相位的延遲,例如在某個頻率範圍內,訊號幅值特性曲線的斜率為-20db/十倍頻,說明訊號頻率每增加已被,幅值-3db。這個分析方法是針對頻域的,時域分析通過微分方程(結合初始條件)來分析,直接以時間為橫座標作圖啊,或者,找出過振盪、振盪及臨界狀態,一般都轉換成頻域來分析。

系統的時域分析和頻域分析各有什麼優缺點??

8樓:盪舟湖中

從開始的系統時域分析,到頻域分析,雖然形式上可能會有些詫異,但是不可否認,他們的思路都是一致的,即將訊號分解成一個個的基訊號,然後研究系統對於基訊號的響應,再將這些所有的基訊號的響應疊加,便是系統對於一個完整的複雜訊號的響應。

系統時域分析:

1)將訊號分解成一個個的衝激函式(注意,是衝激函式,而不是一個個單獨的衝激,函式的定義是在整個的時間域上定義的),因此,只要我們知道了系統對於一個衝激函式的響應函式,我們就能夠求出系統對於整個訊號函式的響應函式;

2)時域分析的系統特性,就是由微分方程表示,通過微分方程,我們能夠求得系統的衝激響應,即系統對於衝激函式的響應函式h(t);

3)此時,將完整複雜訊號(已經分解好了的訊號),通過系統,就好像流水線上加工產品一樣,讓整個訊號通過,然後對每一個衝激函式進行加工,並且對於不同的衝激函式,做不同的個性化加工,這裡的個性化加工,就是根據衝激函式中的衝激在時間軸上位置,如果衝激在時間軸上0點左邊t0的位置上,並且衝激的幅值是a,那麼對應的加工結果就是個性化了的衝激函式的響應函式a*h(t+t0),對每個分解的基訊號(即衝激函式)都做了這樣的個性化加工以後,再將所有的加工結果相加,最終得到我們想要的系統對於整個訊號的響應。這就是我們所說的卷積的過程,即y(t)=cov[f(t),h(t)]。

系統頻域分析:

開始已經說過,系統的頻域分析跟系統的時域分析如出一轍,甚至更為簡單方便,這也就是為什麼我們更願意通過頻域分析訊號系統的原因,還有一個原因就是通過頻域分析系統在物理上更為直觀,我們很容易通過頻域看出,系統對訊號做了怎樣的手腳(具體來說,就是,系統對訊號各個頻率分量做了怎樣的處理)。

1)將訊號分解成一個個不同頻率的虛指數訊號函式(注意,這裡也是函式,擁有完整的時域軸),因此,只要我們知道了系統對於一個虛指數訊號函式的響應函式,我們就能夠求出系統對於整個訊號的響應;

2)我們將表示系統特性的微分方程,通過將輸入定義為虛指數洗好函式,驚訝的發現,系統的輸出形式任然是虛指數訊號函式,只不過多了一個加權值,這個加權值就是系統衝激響應h(t)的傅立葉變換h(jw)在這個虛指數訊號函式(關於t的函式)對應頻率w0的值。說頻域處理比時域處理更簡潔,是因為,時域處理每個衝激函式時是用更為複雜的h(t)的平移並且加權來代替一個那麼簡單的衝激函式;而在頻域,處理每一個固定頻率的虛指數訊號函式的時候,只是對其進行簡單的加權即可,相當於對流水線上的每一個固定頻率的產品加了一個外包裝就好了;

3)然後就是對流水線上的每個虛指數訊號函式處理了;

4)最後將這些處理的結果,通過系統的lti特性(即平均性和疊加性),相加即可。

5)結果的到了,我們仔細觀察,還可以發現,結果的形式直接就是輸出訊號的分解,分解成了虛指數訊號函式的疊加。而這樣的形式,剛好就表示了輸出y(t)跟其傅立葉變換對的對應關係,其實物理含義就是,這其中的f(jw)h(jw)就是輸出訊號的頻譜y(jw)。

通過系統的頻域分析,我們很容易從系統的頻響函式h(jw)知道系統對於不同的頻率基訊號做了何種處理。

最後用最簡單的語言,說明系統頻域分析的本質:

f(jw)是原本訊號各個頻率虛指數訊號函式(基訊號)的加權值,當通過系統的流水線處理時,系統給其各個頻率虛指數訊號函式(基訊號)又進行了加工,即又乘以了一個加權值(也就是想要哪個頻率的虛指數訊號函式,就將其乘以一個好的數,要是不喜歡就乘以0,或者稍微大點),這樣輸出結果,即系統響應的就是各個頻率的虛指數訊號函式的加權訊號的疊加。而把這個加權值得疊加抽離出來,就是輸出訊號的頻譜,即y(jw)=f(jw)h(jw).

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