统瞬态响应虚拟实验一个可以用二阶微分方程来描述的系统称为二阶系统。从物理上讲,二阶系统包含有二个独立的储能元件,经常用到的储能元件有电感、电容等。二阶系统标准形式令:,则:其中--无阻尼自然振荡频率,--阻尼比 (1)欠阻尼情况:欠阻尼二阶系统的单位阶跃响应的象函数为式中,,将上式进行拉氏反变换,单位阶跃响应用表示,则在Labview中的编程为:输出单位阶跃响应波形为:(2)临界阻尼情况临界阻尼二阶系统的单位阶跃响应象函数为故在Labview中的编程为:输出单位阶跃响应波形为:(3)过阻尼情况()过阻尼二阶系统的单位阶跃响应象函数为其中,经拉氏反变换可得在Labview中的编程为:输出单位阶跃响应波形为:综上所述,可得出如下结论:1阻尼比减小,上升时间缩短,超调量增大。当时,响应过程为衰减震荡过程,最后达到稳态值1;当响应过程单调上升。阻尼比影响二阶系统的震荡性2阻尼比在0.4~0.8之间为佳,此时单位阶跃响应的快速性和震荡性可得到兼顾。故二阶系统的阻尼比在此范围内取值。其中=0.707,系统超调量小(),调节时间也很小,故=0.707称为最佳阻尼比。3曲线横坐标是无因次的时间坐标,因而当阻尼比一定时,二阶系统越大,系统响应的快速性越好2.2设计过程总构架用while循环,其中为时间变量为输入变量然后用条件结构判断与1的大小关系(1)若=1则条件结构模块为真,源程序为:若不等于1为假,在用条件结构模块判断是否大于1(2)若为真,源程序为:(3)若则为假源程序为:三、总结虚拟仪器技术已成为测试、工业I/O和控制和产品设计的主流技术,随着虚拟仪器技术的功能和性能已被不断地提高,如今在许多应用中它已成为传统仪器的主要替代方式。随着PC、半导体和软件功能的进一步更新,未来虚拟仪器技术的发展将为测试系统的设计提供一个极佳的模式,并且使工程师们在测量和控制方面得到强大功能和灵活性。
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