【求助】用位移响应通过数值微分求速度和加速度的幅值问题

menmen · 发表于 2011-4-27 21:44

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我用Matlab函数lsim得到了位移响应和速度响应，又用数值微分得到了加速度响应，但是发现它们的幅度相差很大，
例如：位移响应的量级为5*e-4，速度响应量级0.02，加速度响应的量级0.1
这种结果对吗？我用这组数据做频响函数估计，估计结果和理论计算的结果曲线的趋势相似，但量级上却比理论值大了大约500倍，哪位高人帮我分析一下原因？

hcharlie · 发表于 2011-4-28 08:43

测试得到的数据用微分法计算是绝对不行的,误差无限放大.

meiyongyuandeze · 发表于 2011-4-28 08:52

那在试验中一般怎么处理数据得到导数呢，学习中。。。。

hcharlie · 发表于 2011-4-28 11:04

回复 3 # meiyongyuandeze 的帖子

测试数据不能微分也就是不能求导.

meiyongyuandeze · 发表于 2011-4-28 11:21

回复 4 # hcharlie 的帖子

谢谢，我想再请教你的是如果想要对数据进行相关的处理要怎么办才合理呢，我最近做了一个用传感器测板的响应的试验，采集到的是测点加速度信号，如果想看位移响应能不能在采集信号做处理呢？如果不行的话是不是要换传感器啊！

hcharlie · 发表于 2011-4-28 14:19

不能微分,但能积分,请在论坛里搜索.

menmen · 发表于 2011-4-28 21:37

回复 2 # hcharlie 的帖子

我现在做的是仿真数据，由于Lsim函数的这种方法得到的是位移响应，
我实验测量的是加速度响应，所以想先仿真得到加速度响应，
有没有什么方法在Matlab中仿真得到系统的加速度响应的？谢谢

maple1520 · 发表于 2011-4-29 10:39

似乎你是用状态空间来描述系统的动力学方程，用 [Y,T,X] = LSIM(SYS,U,T,X0)得到了作为状态变量的位移和速度。带回到状态方程，不就得到加速度了么？

menmen · 发表于 2011-4-30 22:04

本帖最后由 menmen 于 2011-4-30 22:08 编辑

回复 8 # maple1520 的帖子

能再具体点吗？

带回到状态方程，不就得到加速度了么

你说的“状态方程”指的是...?

还有个问题：用lsim函数得到的速度响应似乎是不对的，好像也是数值积分的结果，lsim是不是只能得到准确的位移响应，而得不到正确的速度和加速度响应啊？

wanyeqing2003 · 发表于 2011-5-1 08:42

个人认为，信号的微分，或积分处理是可以的。
1、关于位移，速度，加速度在量级上的差别，这与你测试信号的质量，以及信号的频率区段有关。
2、对于理论与测试的差别，你需要在核实一下理论模型。
3、无论是积分还是微分，测试信号都要做一些预处理。

hcharlie · 发表于 2011-5-1 19:00

本帖最后由 hcharlie 于 2011-5-1 19:03 编辑

无误差的仿真数据微分可能是行得通的，但测试数据和带随机误差的仿真数据做微分运算会将误差极大的放大，基本上是行不通的，不是数据怎样预处理的问题。
奉劝试验工程师不要走这条弯路。

wanyeqing2003 · 发表于 2011-5-1 21:59

实测信号的微分和积分处理都可能不收敛，确实，在实测中的噪声信号影响非常大。
我也曾经与一位测试高手交流过，他否认了数据积分处理的可行性。
可是，在我潜心研究了一段时间，发现如果对滤掉直流分量和部分低频噪声就可以实现稳定的积分结果，而且和理论数据非常吻合。
同理可知，对于微分处理，则需要滤掉高频部分的噪声。

非常巧合的是，我在一次开会时，听到东方所的应怀樵介绍的全息测振概念，就是用到这样的原理。

不管怎样，都非常感谢主任的提醒。

hcharlie · 发表于 2011-5-2 08:14

<同理可知，对于微分处理，则需要滤掉高频部分的噪声。>
问题是，高频噪声是与信号混在一起，一是滤不干净，即使是滤干净了，信号也没有了。
请教教授，有没有这方面的实践与成功的经验？
敬告工程师们，不要轻易将微分法写在你的测试方案中，免走弯路。

wanyeqing2003 · 发表于 2011-5-2 08:30

hcharlie 发表于 2011-5-2 08:14

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问题是，高频噪声是与信号混在一起，一是滤不干净，即使是滤干净了，信号也没有了。
请教教授，有没有这 ...

根据我的经验，如果要做微分处理的话，采样频率要选取合适。
如果采样频率取低了，是会影响分析结果的。

smallqiao · 发表于 2011-7-31 17:35

要滤掉直流分量

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