什么是一阶惯性环节 惯性的历史是什么 惯性的早期学说是什么?

2022-08-23 16:22:13

一阶惯性环节跟踪斜坡信号在稳态时,系统的输入、输出信号的变化率完全相等,但由于系统存在惯性,当c(t)从0上升到1时,对应的输出信号在数值上要滞后于输入信号一个常量T,所以又叫一阶滞后环节。校正环节就是为了系统校正而添加的环节。

惯性环节的输出一开始并不与输入同步按比例变化,直到过渡过程结束,y(t)才能与x(t)保持比例。这就是惯性地反映。惯性环节的时间常数就是惯性大小的量度。凡是具有惯性环节特性的实际系统,都具有一个存储元件或称容量元件,进行物质或能量的存储,如电容、热容等。

早期学说

文艺复兴之前,在西方哲学里最被广泛接受的运动理论是建立于大约公元前335年至公元前322年的亚里士多德的学说。亚里士多德表明,假设没有“暴力”(violent force)施加,所有(在地球上的)物体最终都会停止运动,静止于其自然位置,但只要有暴力促使物体运动,物体会持续其运动状态。当抛物体被抛掷出去时,抛掷者的暴力转移到抛物体周围的空气,使这些空气流动,成为新的推动者,继续不停地促使抛物体移动。

在之后大约两千年内,亚里士多德的运动概念广泛地被接受,只有几位著名哲学家对这概念提出质疑。例如,在第6世纪,约翰·斐劳波诺斯严厉批评亚里士多德关于物体运动的不一致理论:亚里士多德认为真空不可能存在,因为,在真空里,没有任何介质促使物体移动,但是,他又表示,介质的阻力与其密度成正比:假设空气的密度是水的一半,则物体通过同样路径所用掉的时间,在空气中是在水中的一半,那么,物体通过真空所用掉得时间应该更少。

斐劳波诺斯主张,介质只能阻碍抛物体的运动,不能促使抛物体移动;在真空里,没有任何介质,抛物体反而比较容易移动。斐劳波诺斯建议,促成抛物体持续运动的因素与周围介质无关,而是在运动刚开始时,加诸于抛物体的某种性质,这性质逐渐在运动时消耗殆尽。虽然这建议与当今惯性概念仍有所差异,至少它已朝着正确方向跨出基要的脚步。

但是,在那时期与之后很多年,他的想法没有得到重视,很多亚里士多德派学者都给予强烈反对,包括汤玛斯·阿奎那(约1225年—1274年)和艾尔伯图斯·麦格努斯(约1200年—1280年)在内。只有奥卡姆的威廉(约1288年—1348年)反对亚里士多德物理学。他质疑亚里士多德所提到的运动的“推动者”到底在哪里?虽然他否定亚里士多德公理的正确性,认为抛物体的运动不需要随时随地都有推动者伴随。但是,他也没能给出任何替代答案。

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