什么是阻尼比:推导及其实例
阻尼是在振荡系统中通电或防止或减少其振荡。因此,在物理系统中,阻尼的产生可以通过溶解振荡中储存的能量的过程来实现。最好的。。。
阻尼是在振荡系统中通电或防止或减少其振荡。因此,在物理系统中,阻尼的产生可以通过溶解振荡中储存的能量的过程来实现。最好的例子是电子振荡器中的阻力、机械系统中的粘性阻力、光吸收以及光学振荡器中的散射。在其他振荡系统中,阻尼不取决于能量损失,这在自行车和生物系统中可能很重要。本文讨论了阻尼比及其推导。
什么是阻尼比?
A.阻尼比定义是一种无量纲度量,用于描述一旦扰动发生,系统内的振荡如何分解,称为阻尼比。许多系统一旦担心其静止平衡的位置,就会表现出振荡的行为。一个从线圈中平衡的质量,一旦它被拉动和释放,就会向上和向下反弹。在每次反弹时,这个系统都会试图返回其平衡位置,但会超过它。
有时,一些损失会润湿系统,导致振荡在振幅范围内缓慢分解为零,否则会衰减。所以,这就是阻尼比的重要性类似阻尼比的系统参数用于描述振荡从一次反弹分解到另一次反弹的速度。这个阻尼比符号是ζ(ζ),它可以从无阻尼类ζ=0、欠阻尼类ζ<1、临界阻尼类ζ=1和过阻尼类ζ>1变化。
振荡系统的性能经常被用于不同的工程领域,如控制、化学、机械、结构和电气。波动的物理量会发生很大变化&可能是微风中大型建筑的影响,也可能是电机速度的影响,但标准化、非尺寸化的方法可以适用于描述行为的常见特征。
控制系统中的阻尼比
通过弹簧-质量阻尼器系统很容易理解机械系统内的阻尼谐波振荡。
单自由度弹簧-质量阻尼器系统主要包括弹簧、质量和阻尼器。运动可以通过一个简单的独立坐标来定义,即时间。在这个弹簧系统中,“m”表示运动质量,“k”表示弹簧常数,“c”表示阻尼系数。
这里,弹簧常数表示一旦弹簧被压缩一个单位的长度,通过弹簧使用的功率。阻尼系数是质量以单位速度运动时通过阻尼器使用的功率。
质量在一个轴上自由移动,然而,质量在任何时候都会移动,其运动可以通过弹簧和阻尼器来对抗。在上图中,假设质量下降一定距离。
它减少了弹簧,使减振器移动相同的距离。上述系统中的弹簧在单个循环中存储和释放能量。阻尼器只是吸收能量,而不会将能量反向释放到质量上。
起源
对于这个系统,该方程被称为二阶常微分方程。这个控制系统中的阻尼比公式是
d2.x/dt2.+ 2 ζω<sub>0dx/dt+ω2.0x=0
在这里
ω0=√k/m
以弧度为单位,也称为固有频率
ζ=C/2√mk
上述方程式为阻尼比公式在控制系统中。正常频率是系统的振荡频率,如果系统出现问题,比如被击中或被打断。
振荡情况
基于那里的阻尼量,弹簧-质量系统将表现出不同的振荡行为。
当弹簧-质量系统完全无损时,质量将不精确地摆动,通过等效高度的每次反弹到达终点。因此,这种假设情况被称为无阻尼。
如果该系统包括高损失,例如,如果在粘性液体中进行类似弹簧质量的实验,则质量可以逐渐回到其断裂位置,而不会超过。因此,这种情况被称为过度阻尼。
通常,质量倾向于超过其初始位置,然后返回,再次超过。因此,随着每一次超调,这个系统中的一些能量都会被耗散&振荡将消失为零。因此,这种情况被称为欠阻尼。
在过阻尼和欠阻尼的情况之间,存在一个特定的阻尼范围,弹簧系统将不会过冲,也不会产生单一的振荡。所以这种情况被称为临界阻尼。两种临界和过度阻尼之间的主要区别在于,在临界类型中,系统在最短的时间内恢复到稳定位置。
因此,这一切都是关于阻尼比和如何在控制系统中找到阻尼比它是一种无量纲的参数,描述了一个振荡的振动体是如何松弛的。如果没有阻尼,那么振荡系统将永远不会接近松弛。然而,这在自然界中是不会发生的。每个振荡系统在固定时间点之后接近放松或平衡位置。振幅随时间缓慢减小,并接近零。这里有一个问题要问你,你是如何降低阻尼比的?