1、何耀華汽車試驗技術主要介紹汽車試驗理論和試驗方法，其內容包括汽車測試系統的組成與特性分析、汽車試驗系統中常用的典型傳感器、信號的調理與傳輸、試驗數據的采集與處理、DSP技術、虛擬儀器系統、汽車整車出廠檢驗系統、汽車整車性能的道路試驗、汽車室內臺架試驗系統、汽車試驗場試驗、汽車噪聲試驗系統、試驗設計與試驗研究等。汽車試驗的重要意義汽車試驗對汽車產業發展的重要作用與影響現代汽車試驗技術汽車是一個由成千上萬零部件組裝成的產品，每個零件的品質和功能，都有可能直接影響汽車的性能。因此，有關汽車的試驗研究內容很廣，需要解決的問題也極為復雜，既有涉及產品品質的檢查性試驗，也有涉及性能對比研究研發性試驗，以及

2、涉及安全和環保的認證試驗等，從事汽車試驗的單位和部門也包括了生產企業、科研部門和認證機構、使用單位，可見，汽車試驗研究本身已經成為伴隨汽車技術發展的一個相對獨立的研究領域。按試驗特征分類 室內臺架試驗 汽車試驗場試驗 實際的道路試驗按試驗對象分類 整車試驗 總成與大系統試驗 零部件試驗按試驗目的分類 質檢試驗 新產品定型試驗 科研試驗各類試驗的關系汽車道路試驗系統的組成與工作原理汽車臺架試驗系統的組成與工作原理一、汽車試驗方法 探索性試驗，新機構的原理驗證試驗，獲取原始控制數據的定標試驗，為產品、結構改進提供支持的功能試驗，生產工藝的改進與驗證試驗，整車及總成部件的可靠性、耐久性試驗，產品質量

3、控制試驗，汽車試驗技術的探索、研究試驗等。其發展主要表現在以下兩個方面： 1、試驗內容逐年增加 2、試驗方法的不斷更新 二、汽車試驗儀器設備 自動化程度越來越高 功能集成 在試驗室內再現各類試驗環境 高精度、高效率測試是測量和試驗的綜合，主要研究各種物理量的測試是測量和試驗的綜合，主要研究各種物理量的測量原理測量原理和和測量信號分析處理測量信號分析處理方法。方法。 測試的基本任務是獲取有用的信息，信息蘊涵在測試的基本任務是獲取有用的信息，信息蘊涵在信號中。信號中。測量是以確定被測物屬性量值為目的的全部操作。測量是以確定被測物屬性量值為目的的全部操作。測試技術屬于信息科學范疇，是信息技術三大支柱

4、測試技術屬于信息科學范疇，是信息技術三大支柱（測試控制技術、計算技術和通信技術）之一。（測試控制技術、計算技術和通信技術）之一。簡單測試系統可以簡單測試系統可以只有一個模塊，但只有一個模塊，但精度低，無法實現精度低，無法實現測量自動化。測量自動化。 為提高測量精度和自為提高測量精度和自動化程度，通常先將動化程度，通常先將被測物理量轉換為電被測物理量轉換為電量，進行處理和輸出。量，進行處理和輸出。信息轉換信息轉換信息提取信息提取 簡單說來，測試系統由傳感器、中間變換裝置簡單說來，測試系統由傳感器、中間變換裝置和顯示記錄裝置三部分組成。和顯示記錄裝置三部分組成。在科學實驗、產品開發、生產監督、質量

5、控制等，在科學實驗、產品開發、生產監督、質量控制等，都離不開測試技術。測試技術應用涉及到航天、機都離不開測試技術。測試技術應用涉及到航天、機械、電力、石化和海洋運輸等工程領域。械、電力、石化和海洋運輸等工程領域。 機械手、機器人中的傳感器機械手、機器人中的傳感器 轉動轉動/ /移動位置傳感器、力傳感器、視覺傳感器、聽覺傳感器、接近距移動位置傳感器、力傳感器、視覺傳感器、聽覺傳感器、接近距離傳感器、觸覺傳感器、熱覺傳感器、嗅覺傳感器。離傳感器、觸覺傳感器、熱覺傳感器、嗅覺傳感器。 在各種自動控制系統中，傳感器起著系統感官的作用，是其重要組成部分。在各種自動控制系統中，傳感器起著系統感官的作用，是

6、其重要組成部分。密歇根大學機械手裝配模型密歇根大學機械手裝配模型 切削力傳感器，加工噪聲傳感器，超聲波測距傳感器、紅外接近開關傳感切削力傳感器，加工噪聲傳感器，超聲波測距傳感器、紅外接近開關傳感器等。器等。數字化工廠數字化工廠 電力、冶金、石化、化工等流程工業中，通常建立電力、冶金、石化、化工等流程工業中，通常建立2424小時在線監測系統。小時在線監測系統。 石化管道、儲石化管道、儲油罐等壓力容油罐等壓力容器的破損和泄器的破損和泄露檢測。露檢測。 汽車、機床等設備，電機、發動機等零部件出廠時，必須對其性能質量汽車、機床等設備，電機、發動機等零部件出廠時，必須對其性能質量進行測量和出廠檢驗。進行

7、測量和出廠檢驗。 汽車出廠檢驗原理框圖汽車出廠檢驗原理框圖汽車扭距測量汽車扭距測量機床加工精度測量機床加工精度測量 樓宇中應用了許多測試技術，如安全監測、空氣監測、溫度監測、電梯運行樓宇中應用了許多測試技術，如安全監測、空氣監測、溫度監測、電梯運行狀況。狀況。某樓宇自動化系統：電源管某樓宇自動化系統：電源管理、安全監測、照明控制、理、安全監測、照明控制、空調控制、停車管理、水空調控制、停車管理、水/ /廢水管理和電梯監控。廢水管理和電梯監控。煙霧傳感器亮度傳感器紅外人體探測器 家電產品和辦公自動化產品設計中，大量的應用了傳感器和測試技術來家電產品和辦公自動化產品設計中，大量的應用了傳感器和測試

8、技術來提高產品性能和質量。提高產品性能和質量。全自動洗衣機全自動洗衣機衣物重量傳感器，衣質傳感器，衣物重量傳感器，衣質傳感器，水溫傳感器，水質傳感器，透水溫傳感器，水質傳感器，透光率光傳感器光率光傳感器( (洗凈度洗凈度) ) 液位傳液位傳感器，電阻傳感器感器，電阻傳感器( (衣物烘干衣物烘干檢測檢測) )。指紋傳感器指紋傳感器透光率傳感器透光率傳感器溫濕度傳感器溫濕度傳感器溫度傳感器溫度傳感器 汽車傳感器汽車傳感器：汽車電子控制系統的信息源，關鍵部件，核：汽車電子控制系統的信息源，關鍵部件，核 心技術內容。心技術內容。 普通轎車普通轎車：約安裝幾十到近百只傳感器，：約安裝幾十到近百只傳感器，

9、 豪華轎車豪華轎車：傳感器數量可多達二百余只。：傳感器數量可多達二百余只。 發動機發動機：向發動機的電子控制單元向發動機的電子控制單元（ECUECU）提供發提供發動機的工作狀況信息，對發動機工作狀況進行精確動機的工作狀況信息，對發動機工作狀況進行精確控制。控制。傳感器傳感器：溫度、壓力、位置、轉速、流量、氣體濃：溫度、壓力、位置、轉速、流量、氣體濃度和爆震傳感器等。度和爆震傳感器等。底底 盤盤：控制變速器系統、懸架系統、動力轉向系控制變速器系統、懸架系統、動力轉向系統、制動防抱死系統等。統、制動防抱死系統等。 傳感器傳感器：車速、踏板、加速度、節氣門、發動機轉：車速、踏板、加速度、節氣門、發動

10、機轉速、水溫、油溫等。速、水溫、油溫等。 車車 身身：提高汽車的安全性、可靠性和舒適性等。提高汽車的安全性、可靠性和舒適性等。 傳感器傳感器：溫度、濕度、風量、日照、加速度、車速、：溫度、濕度、風量、日照、加速度、車速、測距、圖象等。測距、圖象等。 1 1、傳感器方面、傳感器方面 （1 1）利用新發現的材料和新發現的生物、物理、化學效）利用新發現的材料和新發現的生物、物理、化學效應開發出的新型傳感器應開發出的新型傳感器光纖流速傳感器光纖流速傳感器熒光材熒光材料制作料制作電子鼻電子鼻傳感器傳感器生物酶血樣分析傳感器生物酶血樣分析傳感器振動網絡傳感器振動網絡傳感器嵌入式計算機嵌入式計算機智能壓力網

11、絡智能壓力網絡傳感器傳感器智能智能傾角傾角RS232RS232傳感器傳感器ICIC總線數字溫度總線數字溫度傳感器傳感器自動化自動化軟件軟件PLC串行口串行口數據采集數據采集過程過程現場總線現場總線個人計算機或個人計算機或工作站工作站圖象圖象公司公司 Intranetor Internet分布式分布式 I/O動作動作基于虛擬儀器的新型工業測控系統架構基于虛擬儀器的新型工業測控系統架構量與量綱量與量綱 量是指現象、物體或物質可定性區別和定量確定的一種屬性。不同量是指現象、物體或物質可定性區別和定量確定的一種屬性。不同類的量彼此可以定性區別，同一類中的量之間以量值大小來區別。類的量彼此可以定性區別，

12、同一類中的量之間以量值大小來區別。 1 1、量值量值 用數值和計量單位的乘積表示。用數值和計量單位的乘積表示。 2 2、基本量和導出量基本量和導出量 基本量是相互獨立的量，導出量是又基本量按一定函數關系定義的基本量是相互獨立的量，導出量是又基本量按一定函數關系定義的。 3 3、國際單位制中的七個基本量國際單位制中的七個基本量 長度、質量、時間、溫度、電流、發光強度和物質的量。長度、質量、時間、溫度、電流、發光強度和物質的量。 任何一個量可用基本量量綱的冪表示，在任一個量與其他量之間的任何一個量可用基本量量綱的冪表示，在任一個量與其他量之間的關系式等號兩側的量綱相同。關系式等號兩側的量綱相同。J

13、NITML、以確定被測對象的量值為目的而進行的實驗過程。以確定被測對象的量值為目的而進行的實驗過程。1. 1. 測量（測量（MeasurementMeasurement） 研究測量、保證測量統一和準確的科學。研究測量、保證測量統一和準確的科學。2. 2. 計量（計量（MetrologyMetrology）3. 3. 測試（測試（Measurement and TestMeasurement and Test） 具有試驗性質的測量。具有試驗性質的測量。 測量的四要素：測量的四要素：被測對象、計量單位、測量方法被測對象、計量單位、測量方法 和測量誤差和測量誤差。一、測量方法分類一、測量方法分類 1

14、 .1 .直接測量與間接測量直接測量與間接測量 2 .2 .直接比較測量與替代測量直接比較測量與替代測量 3 .3 .接觸測量與非接觸測量接觸測量與非接觸測量 4 .4 .靜態測量與動態測量靜態測量與動態測量二、測量裝置及有關術語二、測量裝置及有關術語 1. 1. 傳感器傳感器 2. 2. 測量變換器測量變換器 提供與輸入有給定關系的輸出量的測量器件。提供與輸入有給定關系的輸出量的測量器件。 傳感器是第一級測量變換器，當測量變換器輸出為標準信號時，稱為變傳感器是第一級測量變換器，當測量變換器輸出為標準信號時，稱為變送器。送器。 3. 3. 檢測器檢測器 用以指示某種特定值的存在而不必提供量值器

15、件或物質，如化學試紙。用以指示某種特定值的存在而不必提供量值器件或物質，如化學試紙。4. 4. 測量器具的示值測量器具的示值5. 5. 準確度等級準確度等級 表示測量器具的等級或級別。表示測量器具的等級或級別。6. 6. 標稱范圍標稱范圍 示值范圍。示值范圍。7. 7. 量程量程 標稱范圍的上下限之差的模。標稱范圍的上下限之差的模。8. 8. 測量范圍測量范圍 在測量器具極限誤差范圍內，被測量值的范圍。在測量器具極限誤差范圍內，被測量值的范圍。9. 9. 漂移漂移 測量器具的計量特性隨時間的慢變化。測量器具的計量特性隨時間的慢變化。一、測量誤差的定義一、測量誤差的定義測量誤差測量誤差 = =

16、測量結果測量結果 - - 真值真值二、誤差分類二、誤差分類 1. 1. 根據產生誤差的原因根據產生誤差的原因 儀器（工具）誤差儀器（工具）誤差 人為（個人）誤差人為（個人）誤差 環境（條件）誤差環境（條件）誤差 2. 2. 根據誤差的統計特征根據誤差的統計特征 系統誤差，隨機誤差和過失誤差。系統誤差，隨機誤差和過失誤差。三、誤差的表示方法三、誤差的表示方法 1. 1. 絕對誤差絕對誤差 2. 2. 相對誤差相對誤差 相對誤差相對誤差 = = 誤差誤差 真值真值 誤差誤差 測量結果測量結果 3. 3. 引用誤差引用誤差 用于表示計量器具特性用于表示計量器具特性 引用誤差引用誤差 = =絕對誤差絕

17、對誤差 引用值（量程）引用值（量程） 4. 4. 允許誤差允許誤差 5. 5. 測量誤差的分布特征測量誤差的分布特征被測量真值被測量真值0 x第第i i次的測量值次的測量值ix測量值概率分布的數學期望測量值概率分布的數學期望測量值概率分布的標準偏差測量值概率分布的標準偏差第第i i次的測量誤差值次的測量誤差值i第第i i次的測量隨機誤差值次的測量隨機誤差值ri系統誤差系統誤差s四、測量精度和不確定度四、測量精度和不確定度 1. 1. 測量精密度測量精密度 表示測量結果中隨機誤差大小的程度，也指在一定條件下多次測量表示測量結果中隨機誤差大小的程度，也指在一定條件下多次測量所得結果彼此符合程度。所

18、得結果彼此符合程度。 2. 2. 測量正確度測量正確度 表示測量結果中系統誤差大小的程度，反映了在規定條件下測量結表示測量結果中系統誤差大小的程度，反映了在規定條件下測量結果中所有系統誤差的綜合。果中所有系統誤差的綜合。 3. 3. 測量準確度測量準確度 表示測量結果和被測量真值之間的一致程度，反映了測量結果中系表示測量結果和被測量真值之間的一致程度，反映了測量結果中系統誤差和隨機誤差的綜合。統誤差和隨機誤差的綜合。36不精密（隨機誤差大）不精密（隨機誤差大） 正確（系統誤差小）正確（系統誤差小） 精密（隨機誤差小）精密（隨機誤差小）不正確（系統誤差大）不正確（系統誤差大）不精密（隨機誤差大）

19、不精密（隨機誤差大）不正確（系統誤差大）不正確（系統誤差大）精密（隨機誤差小）精密（隨機誤差小）正確（系統誤差小）正確（系統誤差小）不精確不精確不精確不精確不精確不精確精確精確第一節 汽車試驗系統的特性 測試系統是由若干相互聯系、相互作用的測試系統是由若干相互聯系、相互作用的單元（試驗裝置、儀器設備和傳輸及控制部單元（試驗裝置、儀器設備和傳輸及控制部件），為實現特定的測試目的而組成的有機整件），為實現特定的測試目的而組成的有機整體。體。 把測量裝置作為一個系統來看待，工程測量問題化把測量裝置作為一個系統來看待，工程測量問題化為處理輸入、系統傳輸特性和輸出三者之間的關系。為處理輸入、系統傳輸特性

20、和輸出三者之間的關系。x(t)X(s)y(t)Y(s)系統分析中的三類問題：系統分析中的三類問題：（1 1）測量：）測量：系統特性已知，輸出可測量，推斷輸入。系統特性已知，輸出可測量，推斷輸入。（2 2）系統定度：）系統定度：輸入、輸出可測量，推斷系統傳輸特性輸入、輸出可測量，推斷系統傳輸特性 。（3 3）信號預測：）信號預測：輸入和系統特性已知，推斷和估計系統輸入和系統特性已知，推斷和估計系統的輸出的輸出。1 1、靜態特性：、靜態特性：被測試量在測試狀態下，被測試量被測試量在測試狀態下，被測試量不隨時間變化或變化很緩慢時，測試系統的輸出不隨時間變化或變化很緩慢時，測試系統的輸出和輸入之間的關

21、系。和輸入之間的關系。2 2、動態特性：、動態特性：被測試量隨時間變化而變化，測試被測試量隨時間變化而變化，測試系統的輸出和輸入之間的關系。系統的輸出和輸入之間的關系。xaayxa.xaxaay10nn22101、靈敏度：輸入量的變化所引起輸出量變化的大小。、靈敏度：輸入量的變化所引起輸出量變化的大小。2、分辨率：是指試驗系統能測量到的最小輸入量變化的值、分辨率：是指試驗系統能測量到的最小輸入量變化的值，即能引起輸出量發生變化的最小輸入變化，即能引起輸出量發生變化的最小輸入變化量量。3、重復性：之用同一試驗系統在相同的試驗條件下對同一、重復性：之用同一試驗系統在相同的試驗條件下對同一被測量進行

22、多次測量，其各次測量結果的接近程度。被測量進行多次測量，其各次測量結果的接近程度。)()(Etxty4、回程誤差：在測試過程中，經常會出現正向輸入所得、回程誤差：在測試過程中，經常會出現正向輸入所得到的輸出規律與反向輸入系統的輸出規律不一致，二者之到的輸出規律與反向輸入系統的輸出規律不一致，二者之間的差值稱為回程誤差。間的差值稱為回程誤差。5、線性度：指定度曲線偏離理想直線的程度。、線性度：指定度曲線偏離理想直線的程度。6、漂移：零點漂移和靈敏度漂移、漂移：零點漂移和靈敏度漂移第二節 試驗系統的動態響應 一般在工程中使用的測試裝置都可以當作時不變線性一般在工程中使用的測試裝置都可以當作時不變線

23、性系統處理。系統處理。)()()()()()(01110111txbdttxdbdttxdbtyadttydadttydammmmmmnnnnnn（1 1）疊加性）疊加性)()()()()( )( 21212211tytytxtxtyxtyx，（2 2）比例性）比例性)()(taytax（3 3）微分性）微分性 dttdydttdx)()(（4 4）積分性）積分性（5 5）頻率保持性）頻率保持性)(000)()(tjtjeYtyeXtx 線性系統的疊加原理和頻率保持性，在測量工作中具有線性系統的疊加原理和頻率保持性，在測量工作中具有重要作用。例如從復雜輸入信號頻域角度分析其對應的輸出。重要作用

24、。例如從復雜輸入信號頻域角度分析其對應的輸出。0000)()(ttdttydttx理想測試裝置理想測試裝置 理想的測試裝置應該具有單值的、確定的輸入輸出理想的測試裝置應該具有單值的、確定的輸入輸出關系，最好是一個關系，最好是一個單向單向線性線性系統。系統。 實際的測試裝置只能在一定工作范圍和一定誤差范圍實際的測試裝置只能在一定工作范圍和一定誤差范圍內滿足線性要求。內滿足線性要求。xy線性線性xy線性線性xy非線性非線性動態特性的數學描述動態特性的數學描述 傳遞函數傳遞函數)()()()(sGsXsHsYh011011)()()(asbsabsbsbsXsYsHnnnnmmmm當輸入和系統的初始

25、條件全為零時當輸入和系統的初始條件全為零時，0)(sGh傳遞函數中沒有中輸入x(t)項，即它與系統的輸入無關。傳遞函數中的各系數是有系統結構特征決定的，系統結構和類型不同，其取值也不同。系統傳遞函數H(s)是根據任何線性系統的微分方程式得到的因此它適合于各類系統，如電系統，機械系統，機電混合系統等。niisHsHsHsHsH121)()()()()(niisHsHsHsHsH121)()()()()()()(1)()()()(211sHsHsHsXsYsH第三節 試驗系統動態特性的試驗測定 對于任何一個試驗系統，若輸入（激勵）不同，則輸出（響應）亦必然不同。為了便于分析又能全面了解系統的動態響

26、應，人們常利用正弦、階躍，脈沖等輸入來研究系統的動態響應。)(0111011100)()(jQ)(P)()()()()()()()()()(jnnnnmmmmjeAjHajajajabjbjbjbjXjYjHexy)()(P)j ()(22HHA)(P)(Qarctan)j (H)(幅頻特性：幅頻特性：相頻特性：相頻特性： A( )- 曲線稱為曲線稱為幅頻特性曲線幅頻特性曲線， ( )- 曲線稱為曲線稱為相頻特性曲線相頻特性曲線。 實際作圖時，常畫出實際作圖時，常畫出20lgA( )-lg 和和 ( )-lg 曲線，兩曲線，兩者分別稱為對數幅頻曲線和對數相頻曲線，總稱為者分別稱為對數幅頻曲線和

27、對數相頻曲線，總稱為伯德圖伯德圖（Bode圖）圖）。 作作P( )-Q( )曲線并注出相應頻率曲線并注出相應頻率 ，稱為，稱為奈奎斯特圖奈奎斯特圖（Nyquist圖）。圖）。（1）頻響函數）頻響函數是一系統對輸入與輸出皆為正弦信是一系統對輸入與輸出皆為正弦信號傳遞關系的描述。它反映了系統穩態輸出與輸號傳遞關系的描述。它反映了系統穩態輸出與輸入之間的關系，也稱為入之間的關系，也稱為正弦傳遞函數正弦傳遞函數。（2）傳遞函數）傳遞函數是系統對輸入是正弦信號，而輸出是系統對輸入是正弦信號，而輸出是是正弦疊加瞬態信號正弦疊加瞬態信號傳遞關系的描述。它反映了傳遞關系的描述。它反映了系統包括系統包括穩態穩態

28、和和瞬態瞬態輸出與輸入之間的關系。輸出與輸入之間的關系。（3）如只研究穩態過程的信號，則用頻響函數來）如只研究穩態過程的信號，則用頻響函數來分析系統。如研究穩態和瞬態全過程信號，則用分析系統。如研究穩態和瞬態全過程信號，則用傳遞函數來分析系統。傳遞函數來分析系統。微分方程：微分方程：)()(00txbtya)()()()()()(01110111txbdttxdbdttxdbtyadttydadttydammmmmmnnnnnn微分方程：微分方程：)()()(001txbtyadttdya)(k)()(txtydttdy1k00ab01aa時間常數時間常數靜態靈敏度靜態靈敏度（歸一化處理）（歸

29、一化處理）11)(ssH幅頻特性幅頻特性相頻特性相頻特性2)(11)()(jHA)arctan()(（1 1） 1/1/1/ 時：時：失真失真A A( ( ) ) ( ( ) ) 幅值衰減幅值衰減相位滯后相位滯后jH1)(tdttxty0)(1)(（3 3） 是一階系統的重要參數，決定了適用頻率范圍。是一階系統的重要參數，決定了適用頻率范圍。（4 4）一階系統一階系統BodeBode圖可以用一條折線近似描述，在轉折頻率圖可以用一條折線近似描述，在轉折頻率 =1/1/ 處，誤差處，誤差最大（最大（-3dB-3dB）。)()()()(001222txbtyadttdyadttyda2222)(nn

30、nsssH微分方程：微分方程：20/aan固有頻率固有頻率阻尼比阻尼比2012/aaa幅頻特性幅頻特性相頻特性相頻特性2222/4)/(1)(nnkA2)/(1/2arctan)(nn00abk靜態靈敏度靜態靈敏度（1 1） n時：時：A A( ( ) )00， ( ( ) -) - 失真失真n （3 3）二階系統是一個振蕩環節，二階系統是一個振蕩環節，影響其動態特性參數是系影響其動態特性參數是系統固有頻率統固有頻率 和阻尼比和阻尼比 ， 90)(21)(nnA，（4 4）二階系統二階系統BodeBode圖可用折線近似，在圖可用折線近似，在 段，段，A A( () )可用可用0dB0dB水平線

31、近似；在水平線近似；在 段，可用斜率為段，可用斜率為- -40dB/1040dB/10倍頻或倍頻或-12dB/10-12dB/10倍頻的直線近似。倍頻的直線近似。n5 . 0n2（5 5） ， 很小；很小； ， n)(n 180)( 1)( 0 10 0)(ssXtttx1. 1. 單位階躍函數單位階躍函數2. 2. 一階系統單位階躍響應一階系統單位階躍響應tety1)( 越小，系統響應越快。越小，系統響應越快。3. 3. 二階系統單位階躍響應二階系統單位階躍響應1 )sin(11)(22dtnety2221arctan1nd階躍響應函數測量階躍響應函數測量 產生一個階躍信號，再產生一個階躍信

32、號，再測量系統輸出就可以測得階測量系統輸出就可以測得階躍響應函數。躍響應函數。例：橋梁固有頻率測量例：橋梁固有頻率測量原理：在橋中懸掛重物，然后突然剪斷繩索，產生階躍激勵，再通過應變片測量橋梁動態變形，得到橋梁固有頻率。 若裝置的輸人為單位脈沖若裝置的輸人為單位脈沖(t)，因，因(t)的傅立葉變換為的傅立葉變換為1，因此裝置輸出因此裝置輸出y(t)的傅立葉必將是的傅立葉必將是H(f)，記為，記為h(t)，稱它為裝，稱它為裝置的脈沖響應函數或權函數。置的脈沖響應函數或權函數。 時域波形參數識別時域波形參數識別)(IFT)()(1HsHLth脈沖響應函數測量脈沖響應函數測量 實驗求脈沖響應函數簡單

33、明了，產生一個沖擊信號，實驗求脈沖響應函數簡單明了，產生一個沖擊信號，再測量系統輸出就可以了。再測量系統輸出就可以了。例：橋梁固有頻率測量例：橋梁固有頻率測量原理：在橋中設置一三角形障礙物，利用汽車經過障礙時原理：在橋中設置一三角形障礙物，利用汽車經過障礙時的沖擊對橋梁進行激勵，再通過應變片測量橋梁動態變形，的沖擊對橋梁進行激勵，再通過應變片測量橋梁動態變形，得到橋梁固有頻率。得到橋梁固有頻率。 確定性信號與隨機信號確定性信號與隨機信號 可以用明確數學關系式描述的信號稱為確定性信號。可以用明確數學關系式描述的信號稱為確定性信號。不能用數學關系式描述的信號稱為非確定性信號。不能用數學關系式描述的

34、信號稱為非確定性信號。簡諧周期信號簡諧周期信號簡諧周期信號：簡諧周期信號：)sin()(0tXtx復雜周期信號復雜周期信號復雜周期信號：復雜周期信號： ，有基本周期，有基本周期T)()sin()(1TtxtXtxNnnnn （1）周期信號：）周期信號：經過一定時間可以重復出現的信號經過一定時間可以重復出現的信號 周期信號周期信號（2）非周期信號：）非周期信號：不會重復出現的信號。不會重復出現的信號。 準周期信號準周期信號tttx002sinsin)(準周期信號：準周期信號：由多個周期信號合成，但各信號的頻率不成公倍數，由多個周期信號合成，但各信號的頻率不成公倍數，其合成信號不具有基本周期。其合

35、成信號不具有基本周期。NnnnntXtx1)sin()(瞬態信號：瞬態信號：持續時間有限的信號。持續時間有限的信號。瞬態信號瞬態信號)2sin()(ftAetxBt（3）非確定性信號：）非確定性信號：不能用數學式描述，其幅值、相位不能用數學式描述，其幅值、相位變化不可預知，是一種隨機過程，用統計、概率方法描述變化不可預知，是一種隨機過程，用統計、概率方法描述。 平穩隨機信號平穩隨機信號平穩隨機（各態歷經）信號：平穩隨機（各態歷經）信號：時間平均等于集合平均。時間平均等于集合平均。非平穩隨機信號非平穩隨機信號非平穩隨機信號：非平穩隨機信號：只能用組成信號的樣本函數的總體瞬時平均確定。只能用組成信

36、號的樣本函數的總體瞬時平均確定。信號的時域描述和頻域描述信號的時域描述和頻域描述頻域描述頻域描述時域描述時域描述確定性信號的頻譜分析 1、周期性信號的頻譜分析-諧波分析 對于周期信號，可以展開為傅里葉級數，求得不同頻率成分的幅值和相位，構成離散的幅值譜、相位譜或功率譜。 周期性數據的頻譜具有離散性、諧波性、收斂性三個特點。2、非周期性信號的頻譜分析-傅立葉積分變換 對于非周期信號，可以進行傅里葉變換，求得隨頻率連續分布的幅值譜密度、相位譜密度或功率譜密度。)sincos(2)(0010tnbtnaatxnnndfefXtxdtetxfXftjftj22)()()()(dejYtydejHxjYdtetxjXjXjHjYjXjYjHsXsYsHtjjtj)(21)()()()()()()()()()()()()()()(第三節 試驗系統動態特性的試驗測定)(00)(00)()()()(jjtjtjeAexyjHeytyextxdejHthdtethjHtjtj)(21)()()(第四節 試驗系統的負荷效應 汽車試驗儀器通常由傳感器、放