频响函数与机械阻抗等几个概念
运动微分方程:mx_pp+cx_p+kx=P(t)=P_0*exp(i*omega*t)
一、阻抗和导纳
机械阻抗定义为:简谐激振时复数形式的输入与输出之比。
位移阻抗:
Z_x_omega=P(t)/x(t)
速度阻抗:
Z_x_p_omega=P(t)/x_p(t)
加速度阻抗:
Z_x_pp_omega=P(t)/x_pp(t)
机械阻抗的倒数称为机械导纳,工程上把位移阻抗和位移导纳又分别称为动刚度和动柔度。这两个东西仅取决于系统本身的动力特性,都是复数,每个都同时反映了系统的幅频响应特性和相频响应特性。
二、频率响应函数
机械阻抗的倒数还可以称为复频响应函数或频率响应函数。记为H(omega):
H(omega)=x(t)/P(t) % 记得都是复数形式的输出输入比,且为简谐激励条件。
以激励频率与固有频率之比lumda或者相对阻尼系数kesi为参变量,把H(omega,)绘制于复平面上时得到的曲线为Nyquist plot,即奈奎斯特图:
二、传递函数与复频响应函数
a、系统的传递函数定义为0初始条件下系统受任意激励时,输出的拉氏变换与输入的拉氏变换的比。另外,单位脉冲响应是传递函数的拉氏逆变换。
b、系统受任意激励时,复频响应函数定义为输出的傅氏变换与输入的傅氏变换之比X(f)/F(f)
c、系统受简谐激励时,复频响应函数定义为复数形式的输出与输入之比。
三、已知时域输入输出信号,怎么得到频响函数
由二可知,可以直接对输出输入做傅氏变换后用输出比输入得到频响函数,但是分母可能有0值。从而有对定义的X(f)/F(f),分子分母同时乘以F(f)的共轭或者X(f)的共轭:
a, 输出输入互功率谱函数Gxf=X(f)*(F(f)的共轭) 除以 输入自功率谱 Gff 得到
b,输出自谱Gxx 除以 输出输入互谱Gfx=F(f)*(X(f)的共轭 ) 得到。
并且,Gxx,Gxf , Gfx, Gff 取统计平均值更好。
转自:http://blog.sina.com.cn/s/blog_49f325bd0102vrte.html
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