暂态响应
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暂态响应
在电气工程和机械工程中,瞬态响应是系统对平衡或稳态变化的响应。 脉冲响应和阶跃响应是对特定输入(分别为脉冲和阶跃)的瞬态响应。
具体在电气工程中,瞬态响应是电路的临时响应,会随着时间的推移而消失。 其次是稳态响应,这是电路在施加外部激励后长时间的行为。
该响应可以归类为三种阻尼类型之一,它描述了与稳态响应相关的输出。
欠阻尼欠阻尼响应是在衰减包络内振荡的响应。 系统越欠阻尼,振荡越多,达到稳态所需的时间越长。 这里的阻尼比总是小于 1。临界阻尼临界阻尼响应是在没有欠阻尼的情况下最快达到稳态值的响应。 它与临界点相关,因为它跨越了欠阻尼和过阻尼响应的边界。 此处,阻尼比始终等于 1。 在理想情况下,稳态值应该没有振荡。过阻尼过阻尼响应是指不围绕稳态值振荡但比临界阻尼情况需要更长的时间才能达到稳态的响应。 这里的阻尼比大于一。
属性
暂态反应可以用以下属性量化。
上升时间上升时间是指信号从指定的低值变为指定的高值所需的时间。 通常,这些值是阶跃高度的 10% 和 90%。OvershootOvershoot 是指信号或函数超出其目标值。 它通常与振铃有关。建立时间
建立时间是从应用理想的瞬时阶跃输入到输出进入并保持在指定误差范围内所经过的时间,Delay-time延迟时间是响应最初到达最终值的一半所需的时间。Peak time峰值时间是响应到达超调的xxx个峰值所需的时间 .Steady-state errorSteady-state error是当系统达到稳定状态时期望的最终输出与实际输出之间的差异,如果系统不受干扰,其行为可能会继续。
振荡
振荡是瞬态刺激对欠阻尼电路或系统造成的影响。 它是在电路突然改变或启动后达到最终稳态之前的瞬态事件。 在数学上,它可以建模为阻尼谐波振荡器。
电感器伏秒平衡和电容器安培秒平衡受瞬态干扰。 这些天平封装了用于稳态交流电路的电路分析简化。
瞬态振荡的一个例子可以在计算机网络中的数字(脉冲)信号中找到。 每个脉冲产生两个瞬态,一个是电压突然上升引起的振荡,另一个是电压突然下降引起的振荡。 这通常被认为是一种不良影响,因为它会引入信号的高电压和低电压的变化,从而导致不稳定。
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电磁学
电磁脉冲 (EMP) 作为开关设备操作的结果在内部发生。 工程师使用稳压器和电涌保护器来防止电流瞬变影响精密设备。 外部来源包括闪电、静电放电和核电磁脉冲。
在电磁兼容性测试中,有意对电子设备施加瞬变,以测试其性能和对瞬变干扰的恢复能力。 许多此类测试以阻尼正弦波的形式直接管理感应的快速瞬态振荡,而不是尝试重现原始源。