作为上次谈话的补充,我再稍微推荐一下。
让我们考虑一下击打测试的响应波形,即“振幅具有指数衰减特性”。
exp (-t) t:时间函数为
t=1时为1/e
t=2 1/e^2
t=3 1/e^3
e:自然对数 (约2.718)
因此,随着时间的推移,它将以1/e的恒定比率变小。
上次我们谈到了阻尼比,用阻尼常数ζ表示时,可以用下式表示。
exp(-ζt) ・・・(1)
(2)exp(jωt)
考虑exp (jωt) 。
exp(jωt)=cosωt+jsinωt ・・・(2)
这个公式是欧拉公式。
这是在复平面(也称为高斯平面,X轴为实数,Y轴为虚数的坐标)上随着时间的流逝,沿着半径为1的圆逆时针描绘轨迹的波形。此外,
exp (-jωt) =cosωt-jsinωt
同样为顺时针的圆轨迹。
(3)exp (-t) 乘以exp (-jωt)
(1)乘以和 (2) 的函数会发生什么?
顺时针旋转时半径逐渐变小,即旋涡状逐渐接近0的波形。
下式中exp (-ζt) 表示振幅。
exp(-ζt)exp(-jωt)
=exp(-ζt)(cosωt+jsinωt)
=exp(-ζt)cosωt+jexp(-ζt)sinωt・・・(3)
exp (-ζt) cosωt、exp (-ζt) sinωt以X轴为时间描绘轨迹时,cosωt的衰减波形、sinωt的衰减波形。
(4)传递函数、固有频率的响应波形
可以从传递函数测量中读取固有频率ωo (=2πfo) 的实数A、虚数B,或从板线图显示中读取振幅比Ro和相位差Φo。也可以从半值宽度方法读取阻尼比。
将实数、虚数的值转换成复数的传递函数
Acosωot+jBsinωot ・・・(4)
按钮,将选定控件在Tab键次序中下移一个位置。
这表示当您输入cosωot信号时,响应将是Acosωot+jBsinωot输出。
这个公式不知道是什么,所以用振幅和相位表示。
振幅 (绝对值) Ro=√A^2+B^2
(A^2+B^2表示√中)
相位差Φo=tan-1 (-B/A) tanΦo=-B/A
中选择新的扶手类型,来修改默认的扶手。通过将其应用于表达式 (4),可以将其转换为以下表达式:。
Ro cos(ωot+Φo)+jRo sin(ωot+Φo)
=Ro exp(jωot+Φo) ・・・(5)
Ro、Φo为从板线图中读取的Ro、Φo的值。
我会再次考虑之前的故事。输入振幅为1且频率为ωo的cos波形信号的响应为Ro cos (ωot+Φo) 式 (5) 中cos项的输出。cosωot是一个实数,因此它采用响应的实数部分。
同样输入sinωot时,取虚数为Ro sin (ωot+Φo) 。
在这里,sin与相差90度的cos波形相同,所以sin在背后只考虑cos就可以了吧。
实际波形观测的响应为公式 (5) 中cos的响应。
jsin项隐藏在相位Φo中。
这是数学的魔术。
好吧,到目前为止,我还没有想到故事中的衰减。
由于在脉冲信号中包含全部的频率,考虑到仅以其中的频率ωo进行了加振的情况,由于是输入cosωo的信号突然使信号为零的情况下的响应,因此根据频率ωo的衰减比,通过下式求出对数衰减率δ。
Ro exp(-δt)exp(jωot+Φo) ・・・(7)
) 中被调用,将出现故障。δ为负值,但为便于理解,添加了极性。它返回到与公式 (3) 相同的形式。
通过以上考虑,我认为可以理解时域和频域的关系。
本文末尾刊登了使用衰减波形的伪数据,从该数据中求出 (7) 式的例子“对数衰减率计算例”,敬请参考。
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衰减系数
(摘自2004年10月21日发行的电子邮件杂志)