机械工程测试技术基础大作业信号的分析与系统特性
机械类专业培养中电类课程的设置与教学方法浅议
计， 各部分之 间的接 口设计及机电一体化系统 的可靠性 与安全性 设计 。 ＠Ｐ Ｌ Ｃ： 使学 生掌握可 编程 控制器 （ Ｐ Ｌ Ｃ ） 的原理 、 特点 、 硬件 结构与应用等 。使学生通过对本课程 的学 习和研究 ， 能进行基本 的系统分析 、 可编程控制器控制 系统电气系统 的选 型 、 软硬件 的 设计 、 系统的调试等 ， 培养其 良好的应用能力。 １ 重视这类课程基础学科的教 学 重视机械类专业 高等数学及工程数 学 、 电工 电子 、 大学 物理 的教育 ， 作为基础性学科 ， 对学 生专 业素质的培养及今 后的专业 发展有着非常重要 的影 响 ， 无论从 广度还是深度上都要严格按照 既定教学计划执行 。电类课程在 内容上前后的关联性 比较大 ， 对 基础学科的教学要引起 足够 的重视 。教授高等数学及工程数学 、 电工 电子 、 大学 物理 的老师 因对 当今机械 专业 的不 了解 ， 对这些 课程在机械专业知识结构中的重要程度认识不足 ， 会 主动放松对 机械专业学生的学习要求 ， 这对学生学习与之相关的专业技术基 础课和专业课带来不小的麻烦。 ２ 推广 案例教 学在这类 课程中的应用 ， 以案例 来建构学 生的专
重要地位和作用 。
乏与本专业培养 目标 的对接 ， 使得学生在学 习电类专业技术基础 课， 比如测试技术 、 控制工程等课程时 ， 缺乏学 习的热情与兴趣 。 这类课 程不像机械设计 、 机制工艺 等课程本身就具有 比较 明确 的 目标指 向， 与前后课程的关联性不是太 大 ， 比如学完力学、 机械原 理、 机械设计 的学习就可 以进行结构设计 。而上述所列 电类课程 与前后课程的关 联性都很大 ， 通过案例教学 可以建立对课程 目 标 的认识 ， 提高学生学 习兴趣 。 例如对《 机械工程测试技术》 这 门课程 ， 中国机械 工程学科教 程研究组指 出， 旨在让学生对动态测试工作的基 本问题有一个 比 较完整 的概念 ， 并能初步运用于机械工程中某些 参量 的测量 和产 品的试验 。 《 机械工程测试技术 》 这 门课程在机械专业 知识体 系里 面具有两重性 ， 既可以作 为一个工具为机械专业学生解决 具体 技 术 问题 ， 比如确定新研发材料刀具 的切削参数或者为机床故障寻 找故 障源； 同时它也是现代机械 的一个必要组成部分 。在课程讲 述 时可以引入案例教学 ， 对其 两重性作深入探讨 。 ３ 重视 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ等软件在 课程教 学中的渗透 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ等仿真软件大大提高了课 程的实用性 、 克服 了其 固 有 的抽象性 ， 不仅 可以提高学生 学习兴趣 ， 也大 大提高 了学生 的 专业技能。在机 械工程控制 、 机电一体 化和机械工程测试技术 的 教学 中都应该渗透进 去。 ４ 以课程设计或大作业来对学生进行综合性训 练 重视这些课程的实验 、 实习实训与课程设计 。对 工科专业 教 育， 实验 实习实训这些实践环节有着非常重要的作用。受 学时所 限， 对这些课 程不能都安排课程设计 ， 可 以通过大作业或课 堂实 训 等形 式来 使学生对所学有一次具体演练 的机会， 这种锻 炼才能 让 学生 真正把课堂所学融进 自己的知识 体系中去 。 作者简 介 ： 彭智娟 （ １ ９ ７ ７ 一 ） ， 女， 山东泰安人 ， 山 东科技 大学机 电 工程 系讲师 ， 山东泰安 ２ ７ １ ０ ７ ９ 殷 永贵 （ １ ９ ７ ４ 一） ， 山 东科技 大 学资源与土木 工程 系副书记 、 副主 任， 研 究方向为机械 电子 工程 ， 山 东泰安 ２ ７ １ ０ ７ ９
哈工大测试大作业——信号的分析与系统特性——锯齿波
1 题目：写出下列信号中的一种信号的数学表达通式，求取其信号的幅频谱图（单边谱和双边谱）和相频谱图，若将此信号输入给特性为传递函数为)(s H 的系统，试讨论信号参数的取值，使得输出信号的失真小。
（选其中一个信号）0002=tan ,=45,=1w 2K T s T πααπ==假设锯齿波的斜取周期，则圆周率，A=1 2 幅频谱和相频谱00()(+nT )(<t<T )w t w t K t t ==⋅=0将其分解为三角函数表示形式的傅里叶级数，200-002111=(t)==2T T T a w dt tdt T T ⎰⎰()2000-00222()cos()cos()0T T T n a w t nw t dt t nw t dt T T ==⋅=⎰⎰()2000-00222()sin()sin()1=(123)T T T n b w t nw t dt t nw t dtT T n nπ==-=⎰⎰、、……式中002==2w T ππ 。
所以0001111(t)=(sin(w t)+sin(2w t)+sin(3w t)+223w π-…)转换为复指数展开式的傅里叶级数：0000000-2021-0--100-022220001=(t)e =e 11 =e e |11=e (2)T jnw t T n jnw t jnw t jnw t jnw t c w dtT t dtt jnw jnw jnw n w n w w π-⎛⎫-+⋅ ⎪⎝⎭+-=⎰⎰ 其中 当n=0时，01==22A c ，0=0ϕ ； =1,2,3,n ±±±当…时，111222n n c A n π=== ，1,2,32=1,2,32n n n πϕπ⎧=⎪⎪⎨⎪-=---⎪⎩ 等 等用Matlab 做出其双边频谱图 1锯齿波双边幅频谱A = 1 T0 = 1图 2锯齿波双边相频谱单边频谱：图 3锯齿波单边频谱3 频率成分分布由信号的傅里叶级数形式及其频谱图可以看出，锯齿波是由一系列正弦波A = 1 ; T0 =1-20-15-10-55101520单边幅频谱2468101214161820单边相频谱叠加而成，正弦波的频率由0w 到20w ，30w ……，其幅值由A π到2A π，3Aπ，……依次减小，各频率成分的相位都为0。
机械工程测试技术教案
机械工程测试技术教案第一章绪论一、教学目的及要求使学生掌握测试系统的基本概念。
学生应了解测试系统的功能结构，静、动态测试的概念等。
二、主要内容测试技术的在机械工程中的意义；测试系统的组成；课程性质；基本内容及学习方法四、教学重点：静态测试与动态测试的概念。
测试系统的组成。
五、教学难点：动态测试概念的建立六、教学过程：(见讲义)八、思考题：根据日常观察，是建立一套结构应力测试系统，要求画出框图即可。
九、作业：静态测试与动态测试系统的构成有何不同十、教学参考书：黄长艺，严普强. 机械工程测试技术基础. 机械工业出版社. 1994年11第二章信号分析一、教学目的及要求使学生掌握确定性信号分析的基本理论和方法；二、主要内容信号的分类；信号的时域和频域描述；周期信号与离散频谱；瞬变非周期信号与连续频谱；脉冲信号及其频谱；正弦函数和余弦函数的频谱四、教学重点：周期信号的时域定义、傅立叶级数表达及其离散频谱λ瞬变非周期信号的傅立叶变换及其连续频谱λ傅里叶变换的主要性质λ五、教学难点：信号时域分析与频域表达的概念、方法及其相互关系六、教学过程：(见讲义)八、思考题与作业：1、什么是信号的频域描述2、周期信号的时域定义及其判断方法3、确定任意一个谐波的三个要素是什么4、周期信号频谱特点是什么5、周期信号双边频谱与单边频谱间的幅值、相位关系6、傅立叶变换的六个主要性质7、单位脉冲函数的描述（函数值、强度）；t0)，及A，t0的意义-(tδ8、一般脉冲函数的表示方法，即A9、叙述脉冲函数的采样性质、卷积性质、频谱10、写出正弦函数、余弦函数的傅立叶变换习题2-1~2-4第三章测量系统分析一、教学目的及要求使学生们掌握测试系统的静、动态特性分析基本概念、表达方法。
二、主要内容测试系统的误差表达方式，静态特性曲线与静态特性参数λ测试系统的动态特性：线性系统的时域描述、频域描述λ理想频向函数—测试系统实现不失真测试的条件λ四、教学重点：线性系统的时域描述、频域描述，二阶系统的频率特性五、教学难点：线性系统的频率保持特性及其应用；系统时域、频域响应的计算六、教学过程：(见讲义)八、思考题与作业：1、绝对误差、相对误差的表达式2、灵敏度、非线性度、回程误差的定义3、叙述线性系统的5个性质4、什么是系统的脉冲响应函数、频率响应函数，两者的关系是什么5、测试系统在时域和频域分别用什么描述6、输入信号、输出信号、测试装置三者关系的时域描述和频域描述7、测试装置实现不失真测试的时域条件和频域条件8、写出线性定常系统微分方程的一般形式（式3.8）9、根据已知二阶系统的微分方程，推导频率响应函数以及系统的固有频率及阻尼比第四章信号的获取一、教学目的及要求使学生们掌握常用传感器的转换原理、评价以及选用原则。
促进学生自主学习的“工程测试技术”课程教学
“ 工程测试技 术”课程具 有很 强的应用性。在该课 程的教
教 师满 践教 学 ， 学 中既要培养 学生掌 握扎实 的基础理论 知识，又要使学生具有
州 将科研成果应用于教学活动 以促进教学发展 ， 通过多种途 较强 的动手能力，为以后从事机械 测试工作 打下坚实 的基 础。
侧 重书本知 识和理论教 育 ； 教学上 以教 师课堂 讲授为 中心，教 试系统特性、信号分析基础等知识，具备开展 专题讨论的条件。 学 过程 中师生间、学 生间的互动很少。这种模 式的优点是有利 为此，笔者探索并实践了给学生布置研 究性 课题并开展课堂讨
于 教 师 发 挥 主导 作用 ，有 利 于 教 师 组 织 、监 控 整 个 教 学 活 动 进 论 的教 学 方 法 。
普 遍感觉课程内容较抽象 、学 习内容难理解 ，不易掌握 。
为了提 高教 学效果 ，许多专家学者指出应对 课程的教学 内 容 、教学方法 进行改革 ，并提 出了具体措施 。比如改变传统的
规范化语言表述 科学 问题的能力的一条不错的途径 。
二 、设 计 研 究 课题 ，开展 课 堂讨 论
ＣＰ Ｅ Ｅ中国电力教育
面 ｉ 一
促进学生自主学习的 “ 工程测试技术”课程教学
王扬渝 计时鸣 李研彪 文东辉 赵章风
摘要 ： 工程测试技 ’课程是一 门多学科知识交叉的重要专业基础课，学生较难掌握 。为了 “ 通过课程教学培养学生的创新能力和
动手能力，本文阐述 了 笔者在该课程教学中的几点做 法，探讨了 加强课堂讨论和实践教 学，提 高学生的自 主学习能力的教学方法。教学实 践表明，这些教学方法对提 高学生综合素质起到 了 一定的效果。 关键 词 ： 工程测试技 术 ；自 主学习 ； 实践教学 ； 教学方法 作者 简介 ： 王扬渝 （９ ９ ） 男，江西临川人 ，浙江工业大学机械工程学院，讲 师，浙江工业大学机械 工程学院博士研究生 ，主 １７－ ，
2023年安全员之江苏省C1证(机械安全员)通关题库(附带答案)
2023年安全员之江苏省C1证（机械安全员）通关题库(附带答案)单选题（共100题）1、下列关于静力压桩机，说法不正确的是（）。
A.静力压桩机是依靠静压力将桩压入地层的施工机械。
B.当沉桩力大于静压力时，桩就沉人土中C.适用于软土地层及沿海沿江淤泥地层中施工D.静力压桩机分机械式和液压式两种【答案】 B2、以下哪项不属于建筑起重机械安装拆卸单位的基本职责（）。
A.保持机械设备的使用处于安全完好状态B.按照安全技术标准及建筑起重机械性能要求，编制建筑起重机械安装、拆卸工程专项施工方案，并由本单位技术负责人签字C.安装单位应当按照建筑起重机械安装、拆卸工程专项施工方案及安全操作规程组织安装、拆卸作业D.安装单位应当建立建筑起重机械安装、拆卸工程档案【答案】 A3、当建筑物超过（）层时,施工升降机地面通道上方应搭设防护棚。
当建筑物高度超过（）时，应设置双层防护棚。
A.1，12mB.2，24mC.3，12mD.4，24m4、以下哪项不属于建筑起重机械安装拆卸单位的基本职责（）。
A.保持机械设备的使用处于安全完好状态B.按照安全技术标准及建筑起重机械性能要求，编制建筑起重机械安装、拆卸工程专项施工方案，并由本单位技术负责人签字C.安装单位应当按照建筑起重机械安装、拆卸工程专项施工方案及安全操作规程组织安装、拆卸作业D.安装单位应当建立建筑起重机械安装、拆卸工程档案【答案】 A5、履带式推土机的应用范围十分广泛，它适宜于（）以内短距离推运、回填等施工作业。
A.30～50mB.30～100mC.50～100mD.100～300m【答案】 C6、塔机应安装起重力矩限制器，若设有起重力矩显示装置，则其数值误差不应大于实际值的（）。
A.±3%B.±5%C.±8%D.±10%7、SC型施丁升降机出厂超过（），SS型施工升降机出厂超过（），必须进行安全评估和结构应力测试，合格的方可进行安装质槠的检验检测。
机械工程测试技术大作业
振动测试在机械设备的故障诊断、预防性维护和优化设计等方面具有广泛应用。
压力测试
压力测试是评估机械设备承受压力能 力的重要手段，主要用于气瓶、压力 容器、管道等高压系统的检测。
压力测试对于保障机械设备的安全运 行和防止事故发生具有重要意义。
质量满足要求。
对未来研究的建议
进一步研发先进的测试技术
随着机械工程领域的不断发展和技术的不断创新，需要进一步研发更高效、准确和智能的 测试技术，以满足更高的测试需求。
加强测试技术的标准化和规范化
为了提高测试结果的可靠性和可比性，需要加强测试技术的标准化和规范化工作，制定统 一的测试标准和方法。
加强测试技术在实践中的应用研究
通过测试技术对生产过程中的各个 环节进行监控和评估，可以及时发 现和解决生产过程中的瓶颈和问题， 从而提高生产效率。
降低成本
通过测试技术对产品进行早期检测 和评估，可以减少后期维修和返工 的成本，从而降低整体成本。
测试技术的发展历程
传统测试技术
未来测试技术
传统的测试技术主要依靠人工操作和 经验判断，测试精度和效率相对较低。
意义。
位置和速度测试
位置和速度测试是机械工程测 试中用于评估机械设备运动性 能的方法。
位置和速度测试采用传感器进 设备的运动 特性和精度。
位置和速度测试在机械设备的 运动控制、精度检测和故障诊 断等方面具有广泛应用。
04
测试技术在机械工程中的应用
发动机测试
测试技术的作用
测试技术在机械工程中发挥着至关重要的作用，它能够确保产品、设备或系统 的性能和质量满足设计要求，同时也能为改进和优化提供数据支持和反馈。
最新国家开放大学《安全人机工程》复习资料
安全人机工程复习资料（新增）一、单项选择题1.安全人机工程是从安全的角度，运用（A）的原理和方法去解决人机结合面安全问题的一门新兴学科。
A.人机工程学B.劳动保护C.人体工程学D.科学安全2.事故法则即事故的统计规律，又称（B）法则。
A.因果B.1:29:300C.致因D.1:29:3303.立姿指被测者挺胸直立，头部以眼耳平面定位，眼睛平视前方，肩部放松，上肢自然下垂，手伸直，手掌朝向体侧，手指轻贴大腿侧面，自然伸直，左、右足后跟并拢，两足前端分开大致呈（C）夹角，体重均匀分布于两足。
A.0°B.30°C.45°D.60°4.人体测量基准面是由3个互为垂直的轴（A）纵轴和横轴来决定的。
A.铅垂轴B.X轴C.水平轴D.Y轴5.人体测量数据的差异受年龄、性别、年代、（C）与种族和职业的影响，设计时必须考虑实际服务的区域和民族分布等因素。
A.地域B.分布C.地区D.比例6.I型产品尺寸设计：尺寸在上限值和下限值之间可调，上下限百分位分别为5%和（D）时，满足度为90%。
A.10%B.80%C.50%D.95%7.人在观察物体时，由于视网膜受到光线的刺激，光线不仅使神经系统产生反应，而且会在横向产生扩大范围的影响，使得视觉印象与物体的实际大小、形状存在差异，这种现象称为（D）。
A.暗适应B.炫光C.明适应D.视错觉8.思维是人脑对现实事物间接的和概括的加工形式，思维又可分为（A）、形象思维、抽象思维3种类型。
A.动作思维B.集中思维C.发散思维D.创造思维9.情绪是情感的表现形式，情感是情绪的（C）。
A.本质内容B.载体C.实质内容D.体现10.所谓个性心理特征，就是个体在社会活动中表现出来的比较稳定的成分，包括气质、能力和（D）。
A.喜好B.兴趣C.学识D.性格11.多血质的人行动具有很高的反应性。
这类人情感和行为动作发生得很快，变化得也快，性格（A）；活泼好动，反应迅速，注意力转移的速度快，行为外向。
国家开放大学《机电一体化系统综合实训》作业1-4参考答案
国家开放大学《机电一体化系统综合实训》作业1-4参考答案作业1一、名词解释(每小题2分，共10分)1. 测量——是人们借助于专门的设备，通过一定的方法对被测对象收集信息，取得数据概念的过程。
2.灵敏度——指在稳态下，输出的变化量ΔY与输入的变化量ΔX的比值。
即为传感器灵敏度。
S=dy/dx=ΔY/ΔX3. 压电效应——某些电介质，当沿着一定的方向对它施加力而使它产生变形时，内部就会产生极化现象，同时在它的两个表面上将产生符号相反的电荷。
当外力去掉后，它又重新恢复到不带电的状态，这种现象被称为压电效应。
4. 动态误差——在被测量随时间变化过程中进行测量时所产生的附加误差称为动态误差。
5. 传感器——是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的，便于应用的某种物理量的测量装置。
二、填空题（每小题2分，共20分)1. 滚珠丝杆中滚珠的循环方式：（内循环）和（外循环）。
2. 机电一体化系统，设计指标和评价标准应包括（性能指标），（系统功能），（使用条件）。
3. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用（PLC）。
4. 某光栅的条纹密度是50条/mm，光栅条纹间的夹角θ=0.001孤度，则莫尔条纹的宽度是（20mm）。
5. 连续路径控制类中为了控制工具沿任意直线或曲线运动，必须同时控制每一个轴的（位置和速度），使它们同步协调到达目标点。
6. 某4极交流感应电机，电源频率为50Hz，转速为1470r/min，则转差率为（0.02）。
7. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数（增加而减小）。
8. 累计式定时器工作时有（2）。
9. 复合控制器必定具有（前馈控制器）。
10. 钻孔、点焊通常选用（简单的直线运动控制）类型。
三、选择题（每小题2分，共10分）1. 一般说来，如果增大幅值穿越频率ωc的数值，则动态性能指标中的调整时间ts（）A. 产大B. 减小C. 不变D. 不定2. 加速度传感器的基本力学模型是（）A. 阻尼—质量系统B. 弹簧—质量系统C. 弹簧—阻尼系统D. 弹簧系统3. 齿轮传动的总等效惯量与传动级数（）A. 有关B. 无关C. 在一定级数内有关D. 在一定级数内无关4. 顺序控制系统是按照预先规定的次序完成一系列操作的系统，顺序控制器通常用（）A. 单片机B. 2051C. PLCD. DSP5、伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、比较环节和检测环节等个五部分。
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Harbin Institute of Technology
机械工程测试技术基础
大作业
题 目： 信号的分析与系统特性 班 级：
作 者： 学 号：
指导教师： 李跃峰 设计时间：
哈尔滨工业大学
一、题目要求
1
1
)(+=
s s H τ； 2
2240)(n
n n
s s s H ωζωω++=
； 二、设计过程
1) 写出波形图所示信号的数学表达通式；
在一个周期内三角波可表示为;其傅里叶
级数展开式为
2）求取其信号的幅频谱图（单边谱和双边谱）和相频谱图；
1、单边谱
幅频谱函数，
相频谱函数
幅频谱、相频谱图如下图示：
2、双边谱
傅里叶级数的复指数展开为：
则
则幅频谱、相频谱图如下图所示：
3）画出表中所给出的系统H(s)的伯德图；
1、一阶系统的传递函数为，则Bode图为：
2、二阶系统的传递函数为，则Bode图为：
3）若将此信号输入给特性为传递函数为H(s)的系统中，求其响应；
1、一阶响应
对于该输入信号可以对每一项单独计算系统输出相应，然后相加即可。
x(t)＝
例如：对于,解微分方程，其解为：
便是系统对该正弦激励的响应。
式中：A=
（）
进而可以算出每一项的响应，相加就可以得到全部响应。
2、二阶响应
对于该输入信号可以对每一项单独计算系统输出相应，然后相加即可。
x(t)＝
例如：对于,解微分方程，其解为：
便是系统对该正弦激励的响应。
式中：;
;
；
;
（）
带入ωn=0.04，ζ= 0.08即可得到该正弦激励响应，进而可以算出每一项的响应，相加就可以得到全部响应。
4）讨论信号参数的取值，使得输出信号的失真小。
对于线性系统,正弦函数的输出和输入满足关系:
（）
对于二阶系统，正弦函数的输出和输入满足关系:
三角波经过传递函数后的整体输出为各个子三角函数输出的和,要使输出信号的失真最小,即要使幅值失真最小，越小，输出失真越小，而幅值A对失真无影响。