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基于IP核的FPGAFFT算法模块的设计与实现

基于IP核的FPGAFFT算法模块的设计与实现
基于IP核的FPGAFFT算法模块的设计与实现

基于IP 核的FPGA FFT 算法模块的设计与实现

窦秀梅,赵振纲

(北京邮电大学信息工程学院,北京100876)

摘 要 介绍了一种基于IP 核的FFT 算法的设计与实现方法。FFT IP 核允许设置不同的计算参数与结构,可以方便灵活地实现FFT 算法。详细分析了FFT IP 核的各个参数的意义。研究结果表明,应用FFT IP 核能够设计出符合不同性能要求的高性能的傅里叶变换处理模块,缩短开发周期,节约成本。

关键词 IP 核;FFT;Cyclone III;FPG A;短时傅里叶变换

中图分类号 TP332.3 文献标识码 A 文章编号 1003-3106(2008)08-0029-03

Design and Implementation of FPGA FFT Algorithm

Module Based on IP Core

DO U Xiu 2mei,Z HAO Zhen 2gang

(Schoo l o f I n f o rmatio n En gineering ,Bei jing U niv ersity o f Posts and Telecommunications,Bei jing 100876,China )

Abstr act Desig n and i mplementatio n of FFT algo rith m based o n Altera IP core is presented.Various parameters and architectures can be

set for FFT IP core,FFT algorithm can be realized conveniently and flexibly.Vari ous parameters of the FFT IP core are analyzed in detail and the simulation result is given.The results sho w that the FFT IP applications can be designed to meet the requirements of vario us hi gh 2performance FFT processing mo dules and to shorten the dev elopment cycle,save the cos t.

Key wor ds IP core;FFT;cyclone III;FPG A;sho rt 2time fourier transform

收稿日期:2008203211

0 引言

1965年由J.W.Cooley 和J.W.Tukey 提出的快速傅里叶变换算法(Fast Fourier Transform,FFT)是计算离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,D FT)的高效算法,它把计算N 点D FT 的乘法运算量从N 2

次下降到N /2log 2N 次。FFT 的出现使得人们可以实时处理日益复杂的信号处理算法,为广泛应用数学方法处理信号开辟了新的局面。因此可以说,FF T 对数字信号处理的发展起着变革性的作用,人们公认这一重要发现是数字信号处理发展史上的转折点、里程碑,它使数字信号处理成为一门具有广泛用途的新技术。长期以来,对FFT 算法的研究一直受到国内外的普遍重视,不断推出各式各样的新算法,并开拓许多新的应用领域。目前FF T 在数字信号处理、图像处理、石油勘探和地震等领域中得到了广泛的应用。

虽然已有现成的用Fortran 、C 语言和汇编语言等编写的FFT 软件包,但是所有这些软件包的扩展性和灵活性有限;如果针对不同的设计要求从零开始重新逐步设计,则会延长开发设计周期,增加设计风险和资金投入。为了更好地满足设计人员的需要,扩大市场,各大公司推出了其IP 模块库。Altera

IP 核FF T M egaC ore Function v7.2提供了FFT 算法的多种可选的计算参数、结构、数据输入输出流的顺序方式,可方便灵活地实现地FFT 算法。

1 关于FFT IP 核

FPG A 厂商及其第三方预先设计好各种通用单元并根据各种FPG A 芯片的结构对布局和布线进行优化,从而构成具有自主知识产权的功能模块,称之为IP(Intellec tual Property),又称为IP 核(IP Core)。IP 核具有重用性,适用于不同的系统。IP 模块可分为硬件(Hard IP)模块、软件(Soft IP)模块和固件(Firm IP)模块3种,大部分公司采用的是固件模块的方式向用户提供IP 模块。在大容量FPG A 设计中采用IP 模块是十分必要的,这样可以缩短开发周期和上市时间、降低风险、减小投入、提高系统的性能和可靠性。

Altera IP 核功能基于复杂的系统级功能的硬件描述语言(HD L)设计文件,这些预验证的功能对于所有Altera 器件的结构都能达到最优化;另外,Altera IP 核还提供V HD L 或Verilog HD L 的功能仿真模型,用于在标准的ED A 仿真工具中设计和调试。Altera IP 核FFT M egaCore Function v7.2是Altera 公司推出的最新

信号与信息处理

2008年无线电工程第38卷第8期29

的FFT 算法处理核,其最大的系统时钟频率超过了300M Hz,支持的器件系列包括:S tra tix III 、Stratix II 、Stratix II GX 、Stratix 、Stratix G X 、HardC opy II 、HardC opy Stratix 、A rria G X 、C yclone III 、Cyclone II 以及Cyclone 。

FF T IP 核功能是高速执行的,多参数化的FFT 处理器,可以实现复数形式的FFT 变换及FFT 反变换(IFFT)。FFT IP 核功能执行2种数据流结构:定点传输长度结构和可变的数据流结构。

定点传输长度结构执行基2/4频率抽取(DIF)FF T 算法,固定的变换长度从64点到64K 点(2m ,6F m F 14),此结构采用block 2floating 2point 的表示方法,使得系统的最大信噪比(S NR)和最小要求传输长度达到最佳的平衡。FFT IP 核的定点传输长度结构要求输入是N 位的补码形式的复数向量(N 是自然顺序的所需的变换长度),输出数据也是自然顺序的复向量。同时输出指数,指出为了保持精度和内部最大信噪比而所在变换过程中数据缩放的比例。可变的数据流结构FFT 执行基22单一延迟反馈结构,可以在运行时刻配置变换长度,可执行变换长度为2m (6F m F 14)的FFT 算法。可变的数据流结构采用定点表示方法或单精度浮点表示方法。定点的表示方法从输入到输出自然地增加数据的长度,因此可以在输出端保持高信噪比;单精度浮点的数据表示方法为保持输出端的高信噪比,而允许其表示的数据有大的动态范围。

在Quartus II 软件中,调用参数化宏单元模块必须通过宏单元模块使用向导(Tool/Megawizard..),打开之后出现的定制宏模块对话框,在界面的左面选择DSP >Transforms >FF T v.7.2,打开IP 核的定制对话框;在右面的复选框中确定所用器件的类型(本设计为Cyclone III),设计输出的文本文件类型,保存文件的路径以及设计实体名。设置完毕后,单击next 按钮,进入IP Toolbench 界面。根据不同的设计要求设置需要的参数与结构。本设计FF T 设置为1024点,数据精度16bits,旋转精度为16bits,I/O 数据流设置为B urst 类型。

2 基于IP 核的FFT 模块设计结构

FF T 算法模块由1/2重叠算法、窗函数X (t )、

FF T 算法、输出定点化和并串变换5部分组成,如图1

所示。

图1 FFT 算法模块图

本设计主要是要完成短时傅里叶变换。A/D 输入的数据为512单元,而FF T 算法为1024点,所以要求1/2重叠算法负责把512单元的数据变换为1024点。此模块应用一个buf fer,buf fer 容量为1536个单元,通过控制读写单元的地址和使能信号实现读写的控制:当写0~511单元时,读出的是512~1535单元的内容;当写512~1023单元时,读出的是1024~1535和0~511单元的内容;当写1024~1535单元时,读出的是0~1023单元的内容。这样的读写控制实现了输出数据的1/2重叠,保证了A/D 输入的数据不丢失,读写内容不冲突,同时也保证了512位到1024位的转换。

由于采用了1/2重叠算法所以后面要加一窗函数X (t)。窗函数X (t )为一平顶三角窗,1024个乘积系数分别为1,3,5,,,1021,1023,1023,1021,,,5,3,1。

FFT 算法调用FFT IP 核实现1024点,16bits 的FFT 算法。输出定点化根据FFT 算法的指数输出调整FFT 算法的实部输出与虚部输出的范围,得到定点化的结果。

并串变换采用32位输入16位输出的RAM ,16位的FFT 变换的实部输出与虚部输出是RA M 的输入,变换后得到16位的输出,实现了32位到16位的并串变换。

1/2重叠算法和窗函数保证A/D 数据输入的连续性,经过FFT 变换之后得到的数据就是所有的A/D 数据流的FFT 变换。当窗函数X (t)沿着t 轴移动时,可以不断地截取一小段一小段的信号,然后对每一小段的信号做傅里叶变换,这可以得到x (t)的联合时频分布,称为信号x (t)的短时傅里叶变换(Short 2time Fourier Transform,S TFT),计算公式为:

STFT x (t ,8)=Q x (S )X (S -t)e

-j 8S

d S 。

S TFT x (t,8)为二维函数,把时域分析和频域分析结合起来,它既能反映信号的频率内容,也能反映该频率内容随时间变换的规律。

3 性能分析

本设计采用的器件是Altera 公司的Cyclone ó系列的EP3C10F256C7。Cyclone ó是Altera 公司2007年生产的系列器件,采用了交叉I/O 环,宽列低成本包装,支持低成本系列闪存,所以降低了器件的生产成本。C yclone ó器件是低功耗的65nm 的FPGA ,未使用的I/O 块被置为低电平,这样不仅可

信号与信息处理

30 2008Radio Engineering Vo1138No 18

以延长手持便携设备的电池寿命,还可以应用于热量苛刻的环境,排除或减少冷却设备所需的花销。Cycloneó增加了系统的集成度,密度高达119088个逻辑单元,存储器高达318M bits;其内部有4个锁相环,提供了强大的时钟控制,可综合器件时钟、外部时钟和I/O接口;可以支持高达400M bps 的外部高速存储器。本设计的编译仿真环境为Quartusò,在Q uartusò中编译后FPG A资源消耗如表1所示。

表1FPGA实现资源消耗

FPGA资源已用总用利用率(%)逻辑单元(LEs)19671032019

存储器容量9856042393623 9bit嵌入式乘法器单元104622

4结束语

本文设计并实现了一种基于FF T IP核的FFT 算法模块,FFT传输长度为1024点,数据精度为16,旋转精度为16。通过调用IP核可以简单、方便、灵活地实现FF T算法,缩短了开发周期,节约了成本。

±

参考文献

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京:清华大学出版社,2003:519-523.

[2]李洪伟,袁斯华.基于Quartus II的FPG A/CPL D设

计[M].北京:电子工业出版社,2006:35-58.

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科技大学出版社,2002:306-309.

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32K点FFT处理器[J].北京航空航天大学学报,2007,33

(12):1440-1443.

[5]方洁,张可,王睿,等.改进的FFT算法及应用研

究[J].四川电力技术,2007,30(6):9-11.

作者简介

窦秀梅女,(1983-),北京邮电大学硕士。主要研究方向:软件无线电平台中的FPGA设计与应用。

(上接第28页)

源程序代码如下:

clear all;

fid=fopen(c e=dds\dds.tbl,c,c r c);

data=fscanf(fid,c%s c);

fclo se(fid);

a=find(data==c=c);

nu mber=length(a);

j=0;

fo r i=1:number

if data(a(i)-1)==c0c

j=j+1;

c c(j,1)=data(a(i)+1);

c c(j,2)=data(a(i)+2);

c s(j,1)=data(a(i)+3);

c s(j,2)=data(a(i)+4);

end

end

d c=hex2dec(c c);%hex y dec,d c是out c引脚上的数据

d s=hex2dec(c s);%hex y dec,d s是out s引脚上的数据

figure(1);

subplot(2,1,1);

plo t(d c);%dds输出的余弦波形

xlabel(c D D S输出的正弦波形c);

subplot(2,1,2);

plot(d s);%dds输出的正弦波形

xlabel(c DD S输出的正弦波形c);

4结束语

由于FPG A方便灵活的特点,使得这种器件在数字设计领域的应用越来越广泛。而作为一个设计者,必须利用设计软件的开放性,充分利用其他各种手段来保证设计的可靠性,提高设计的品质。所以得采用一系列新技术和新器件才能实现。通过应用Altera公司最新的FPG A产品,充分利用了其高速、大容量和组合灵活方便等优点,并用Altera的QU ART USò开发环境所提供的库资源,最大限度地利用和发挥FPG A的优势,不但大大简化了系统设计,而且缩短了设计周期。±

参考文献

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电子工业出版社,2002:26-35.

[2]侯伯亨,顾新编.V HD L硬件描述语言及数字逻辑电路设

计[M].西安:西安电子科技大学出版社,1999:118-

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[3]费元春,苏广川.宽带雷达信号产生技术[M].北京:国

防工业出版社,2002:78-89.

[4]褚振勇,翁木云.FPGA设计及应用[M].西安:西安电子

科技大学出版社,2002:56-61.

作者简介

李王辉女,(1977-),鹤壁职业技术学院讲师。主要研究方向:电子电信技术。

信号与信息处理2008年无线电工程第38卷第8期31

对分查找算法及程序实现

对分查找算法及程序实现 一、设计思想 对分查找是计算机科学中的一个基础算法。对于一个基础算法的学习,同样可以让学生在一定的情境下,经历分析问题、确定算法、编程求解等用计算机解决问题的基本过程。本堂课以一个游戏暖场,同时激活学生的思维,引导学生去探索游戏或生活背后的科学原理。为了让学生在教师的引导下能自我解析算法的形成过程,本课分解了问题动作,找出问题的全部可能情况,在对全部可能情况总结归纳的情况下,得出对分查找的基础算法,最后在程序中得到实现,从而使学生建立起对分查找算法形成的科学逻辑结构。 二、教材分析 本课的课程标准内容: (一)计算机解决问题的基本过程(1)结合实例,经历分析问题、确定算法、编程求解等用计算机解决问题的基本过程,认识算法和程序设计在其中的地位和作用。 (三)算法与问题解决例举 C 查找、排序与问题解决 (2)通过实例,掌握使用数据查找算法设计程序解决问题的方法。 本课的《学科教学指导意见》内容: 基本要求:1.初步掌握对分查找算法。 2.初步掌握对分查找算法的程序实现。 教材内容:第二章算法实例 2.4.3对分查找和第五章5.4查找算法的程序实现,课题定为对分查找算法及程序实现,安排两个课时,第一课时着重是对分查找算

法的形成和初步程序实现,第二课时利用对分查找算法解决一些实际问题的程序实现,本教学设计为第一课时。 从《课程标准》和《学科教学指导意见》对本课教学内容的要求来看,要求学生能从问题出发,通过相应的科学步骤形成对分查找的算法。对学生来说,要求通过这一课时的学习能初步掌握或了解对分查找的前提条件、解决问题的对象,明确对分查找算法结构和对分查找的意义。 三、学情分析 学生应该已经掌握程序设计的基本思想,掌握赋值语句、选择语句、循环语句的基本用法和VB基本操作,这节课学生可能会遇到的最大问题是:如何归纳总结对分查找解决不同情况问题的一般规律,鉴于此,在教学中要积极引导学生采取分解动作、比较迁移等学习策略。 四、教学目标 知识与技能:理解对分查找的概念和特点,通过分步解析获取对分查找的解题结构,初步掌握对分查找算法的程序实现。 过程与方法:通过分析多种不同的可能情况,逐步归纳对分查找的基本思想和方法,确定解题步骤。 情感态度与价值观:通过实践体验科学解题的重要性,增强效率意识和全局观念,感受对分查找算法的魅力,养成始终坚持、不断积累才能获得成功的意志品质。 五、重点难点 教学重点和难点:分解并理解对分查找的过程。 六、教学策略与手段 1、教学线索:游戏引领---提出对分查找原理--- 解析对分查找的算法特征---实践解决问题。

模块化设计方法的设计流程

BJ-EPM240T100学习板实验教程 模块化设计方法的设计流程 将这种模块化设计思路运用于FPGA/CPLD设计,将大规模复杂系统按照一定规则划分成若干模块,然后对每个模块进行设计输入、综合,并将实现结果约束在预先设置好的区域内,最后将所有模块的实现结果有机地组织起来,就能完成整个系统的设计。 (1)顶层模块的设计:项目管理者需要完成顶层模块的设计输入与综合,为进行Modular Design实现阶段的第一步—初始预算阶段(Initial Budgeting Phase)做准备。 (2)子模块的设计:每个项目成员相对独立地并行完成各自子模块的设计输入和综合,为进行Modular Design实现阶段的第二步—子模块的激活模式实现(ActiveModule Implementation)做准备。 模块化设计的实现步骤是整个模块化设计流程中最重要、最特殊的,它包含: (1)初始预算–本阶段是实现步骤的第一步,对整个Modular Design起着指导性的作用。在初始预算阶段,项目管理者需要为设计的整体进行位置布局,只有布局合理,才能够在最大程度上体现Modular Design的优势;反之,如果因布局不合理而在较后的阶段需要再次进行初始预算,则需要对整个实现步骤全面返工。 (2)子模块的激活模式实现(Active ModuleImplementation)--在该阶段,每个项目成员并行完成各自子模块的实现。 (3)模块的最后合并(Final Assembly)--在该阶段项目管理者将顶层的实现结果和所有子模块的激活模式实现结果有机地组织起来,完成整个设计的实现步骤。 模块化设计中模块划分的基本原则为: 子模块功能相对独立,模块内部联系尽量紧密,而模块间的连接尽量简单。

模块化程序设计实例

9 .5 模块化程序设计实例 《程序设计基础》(基于C语言讲解)石光华编著—北京: 清华大学出版社 下面以设计一个简单的成绩管理软件为例,一步一步地按模块化程序设计方法进行设计。 1 .定义问题 设计一个成绩管理软件,其基本功能包括:输入成绩,成绩加分,计算平均成绩,找出最高分,找出最低分,输出成绩等。 2 .确定组成程序的模块 根据成绩管理软件的功能,确定软件的基本模块包括:输入模块,加分模块,平均分模块,最高分模块,最低分模块,输出模块等。 142 程序设计基础 3 .绘制程序结构图 成绩管理软件的结构图如图9-5所示。 图9-5 成绩管理软件结构图 4 .流程图 用流程图确定主程序的逻辑结构,如图9-6所示。 在流程图中,istate 的作用是记录是否已经输入成绩。istate 的使用有如下两种 方式。 (1) 作为全局变量使用。此时istate可以在所有模块中改变其值,主程序更简洁,但 可能产生边际效应。 (2) 作为主程序的局部变量使用。此时istate只能在主程序中改变其值。在主程序 中可以直观地看到其变化,能够防止边际效应。 采用方式(2)的主程序如下。

#include < stdio .h> #define SIZE 10 void main() { int iscore[SIZE] ={0}; int key= - 1; int iresult=0; float fresult=0; int istate=0; printf(″1:Input scores;\n″); 第9章模块化程序设计 143 图9-6 成绩管理软件主程序流程图 printf(″2:Output scores;\n″); printf(″3:Count for the max score;\n″); printf(″4:Count for the minimum score;\n″); printf(″5:Count for the total score;\n″); printf(″6:Count for theaverage score;\n″); printf(″- 1:Exit .\n″); while(1) { printf(″Please input your choose:″); scanf(″%d″,&key); if (key = = - 1) 144 程序设计基础

模块化设计方法及其在机械设计中的应用

模块化设计方法及其在机械设计中的应用 摘要:随着社会经济的发展,为了提高企业生产效率,模块化设计理念在机械设计领域日益广泛,其对于整合市场、优化结构具有重要意义。我们要树立创新意识,加强其在机械设计中的研究运用,实现模块化的转变。 关键词:模块化;设计方法;机械设计 随着技术的发展和经验的总结,在机械设计中,越来越多的设计方相继出现,并逐渐得到广泛的运用。在实际工作中传统的机械包装方法的弊端日益显现,越来越多不适应机械设计的需要,而模块化设计方法逐渐得到广泛的运用。 1 机械产品模块化涵义 模块化就是以它的观点去对产品或者系统进行策划和生产方案,在某个限度内的一样或者存在差异的功能、相异规格的产品探究讨论,区分并设计。机械产品的模块化主要可从以下几方面进行分析: (1)功能需求集,指的是市场和客户对模块化产品基本功能要求的合集。产品的功能需求是进行产品模块化的重要内容,是产品发展的重要方向。 (2)功能模块,强调的为产品里所能够充分发挥其性能因素的作用. (3)结构模块,指的是功能模块的具体结构,一般由部件或子结构模块组成。 (4)模块接口,指的是描述结构模块组合时相互间的几何、物理关系的结合面,模块接口是模块组合的重要依据。 (5)基础模块,通用型接口模块,能够满足基本功能,而得以实现的定向模块功能演进的模块形式。 2 模块化设计 2.1 模块划分标准 为了让人们对模块化设计方法在机械设计中运用有更为详细的了解,对模块化的设计进行划分,在数控立式车床设计中,运用模块化设计方法,其中最为关键的内容是进行功能与结构分析,这是决定设计效果的关键内容。因此,设计开始前,要对模块进行处理,详细划分模块。当前,还没有任何一种标准可以作为模块划分原则。这里,依据不同侧重点,对不同模块进行划分。模块具有独立性,

基于单片机的压力控制模块设计

学号 毕业论文(设计) 课题基于单片机的压力控制模块设计 学生姓名 系别 专业班级 指导教师

基于单片机的智能压力检测系统的设计 摘要 压力是工业生产过程中的重要参数之一。压力的检测或控制是保证生产和设备安全运行必不可少的条件。实现智能化压力检测系统对工业过程的控制具有非常重要的意义。本设计主要通过单片机及专用芯片对传感器所测得的模拟信号进行处理,使其完成智能化功能。介绍了智能压力传感器外围电路的硬件设计,并根据硬件进行了软件编程。 本次设计是基于AT89C51单片机的测量与显示。是通过压力传感器将压力转换成电信号,再经过运算放大器进行信号放大,送至8位A/D转换器,然后将模拟信号转换成单片机可以识别的数字信号,再经单片机转换成LED显示器可以识别的信息,最后显示输出。而在显示的过程中通过键盘,向计算机系统输入各种数据和命令,让单片机系统处于预定的功能状态,显示需要的值。 本设计的最终结果是,将软件下载到硬件上调试出来了需要显示的数据,当输入的模拟信号发生变化的时候,通过A/D转换后,LED将显示不同的数值。 关键词:压力;AT89C51单片机;压力传感器;A/D转换器;LED显示;

Design of pressure detecting system based on single-chip Abstract Pressure is one of the important parameters in the process of industrial production. Pressure detection or control is an essential condition to ensure production and the equipment to safely operating, which is of great significance. The single-chip is infiltrating into all fields of our lives, so it is very difficult to find the area in which there is no traces of single-chip microcomputer. In this graduation design, primarily through by using single-chip and dedicated chip, handling of analog signal measured by the sensor to complete intelligent function. This design illustrates external hardware circuit design of intelligent pressure sensor, and conduct software development to the hardware. The design is based on measurement and display of AT89C51 single-chip. This is the pressure sensors will convert the pressure into electrical signals. After using operational amplifier, the signal is amplified, and transferred to the 8-bit A/D converter. Then the analog signal is converted into digital signals which can be identified by single-chip and then converted by single-chip into the information which can be displayed on LED monitor, and finally display output. In the course of show, through the keyboard to input all kinds of data and commands into the computer, the single-chip will locate in a predetermined function step to display required values. The end result of this design is that by downloading software to the hardware, it will get the data which is required to display by debugging. When the input analog signals change, the LED monitor will display different values through the A/D converting. Key words:pressure; AT89C51 single-chip; pressure sensor; A/D converter; LED monitor;

查找算法

实验四查找算法的设计 一、实验目的 (1)理解静态查找和动态查找; (2)掌握顺序查找和二分查找的算法; (3)掌握二叉查找树的基本运算。 二、实验内容 (1)实现顺序查找的算法; (2)实现二分查找的算法; (3)实现二叉查找树的基本运算算法。 三、算法思想与算法描述 1、顺序查找,在顺序表R[0..n-1]中查找关键字为k的记录,成功时返回找到的记录位置,失败时返回-1,具体的算法如下所示: int SeqSearch(SeqList R,int n,KeyType k) { int i=0; while(i=n) return -1; else { printf("%d",R[i].key); return i; } } 2、二分查找,在有序表R[0..n-1]中进行二分查找,成功时返回记录的位置,失败时返回-1,具体的算法如下: int BinSearch(SeqList R,int n,KeyType k) { int low=0,high=n-1,mid,count=0; while(low<=high) { mid=(low+high)/2; printf("第%d次查找:在[ %d ,%d]中找到元素R[%d]:%d\n ",++count,low,high,mid,R[mid].key); if(R[mid].key==k)

return mid; if(R[mid].key>k) high=mid-1; else low=mid+1; } return -1; } 四、实验步骤与算法实现 #include #define MAXL 100 typedef int KeyType; typedef char InforType[10]; typedef struct { KeyType key; InforType data; }NodeType; typedef NodeType SeqList[MAXL]; int SeqSearch(SeqList R,int n,KeyType k) { int i=0; while(i=n) return -1; else { printf("%d",R[i].key); return i; } } int BinSearch(SeqList R,int n,KeyType k) { int low=0,high=n-1,mid,count=0; while(low<=high) { mid=(low+high)/2; printf("第%d次查找:在[ %d ,%d]中找到元素R[%d]:%d\n ",++count,low,high,mid,R[mid].key);

家具模块化设计方法实例分析

家具模块化设计方法实例分析 1前言 当前,消费者对家具的个性化需求日益凸显,如何满足这种需求已经成为越来越多家具企业发展的关键。要做到既符合现代机械化生产的发展主流,又节约成本,且能提高产品的市场竞争力。这确实为难了不少的家具企业。有一坐企业尝试通过从销售终端满足个性化,但众多形态各异、尺寸繁多的家具定单从销售端传送至生产和设计部门,却带来了新的矛盾:设计任务艰巨、生产设计难排、产品质量难以保证,甚至由于部件尺寸的相近导致出错率增加、生产效率低下。有一些敢于吃螃蟹的企业尝试从设计入手,通过标准零部件的设计、组合成新产品来满足这种“个性化”“的需求。但遗憾的是,这种做法并未带来预期的效果,单一的产品导致了销售客额和顾客满意率的下降。所以,如何实现产品的个性化?是从销售端,还是从设计与生产端着手呢?这是家具企业必须根据企业现状做出回答的问题。定制是从销售端解决问题,而模块化设计是从设计端解决问题,旨在通过设计具有标准性和通用性的功能模块,达到组合成多样化的家具的目的。毫无疑问,模块化设计在家具业具有很大的发展潜力,它既能解决个性化需求的问题,还能做到低成本与高效率。 模块化设计属于方法学的范畴,在其他工业行业中已经得到了长足的发展。由于家具消费环塘和制造环境的变化,模块化设计以其特有的优势,开始在家具行业尤其是办公家具中应用。而对于民用家具,

近年来个性化需求与家具企业的生产矛盾日益突出,有关模块化设计的探索才刚刚开始。鉴于国内尚无系统的家具模块化设计理论来指导企业的实践,本文着重以衣橱为例,详细具体地分析单个家具的非模块化设计过程,以进一步明确家具模块化设计的必要性和可操作性。 2 设计概念及设计方法 家具模块化设计指的是在对家具进行功能分析的基础上,划分并设计出一系列的家具功能模块,通过功能模块的选择与组合构成不同的家具,以满足市场多样化需求的设计方法。与传统的设计方法相比较,家具模块化设计呈现出许多新特征。首先,它是针对模块和家具产品系统的设计,既要设计模块,又要设计家具成品。其次,它以标准化、通用化的零部件快速组合成家具,能实现家具的多样化。模块化设计不同于标准化设计,标准化设计带来的是单一的产品,而模块化设计则不然,在设计之初就考虑模块可组合成产品的多样性。因此模块化设计是在标准化设计基础之上,实现产品多样化的一种方法。 根据家具模块化设计的概念,笔者提出从三个层次展开家具的模块化设计。第一层次是家具模块化总体设计。这个阶段主要是进行模块化系统的总体策划,确定模块化实施的范围。良好的模块化总体设计,是模块化设计得以实现的基础。第二层次是家具模块设计,这是模块化设计系统具体化的过程,是承上启下的环节。模块化设计的好坏,直接影响到模块化家具组合的最终效果。第三层次是家具模块化产品设计。这个阶段主要是选择模块,评价模块可能组合方式的合理

阀门电动执行器控制模块设计

阀门电动执行器控制模块设计 一、设计目的和要求 电气控制技术综合实践是电气工程及其自动化专业学生在所有专业课结束时进行的一次课程设计,是一个综合运用专业知识的过程。其目的在于全面检验学生对专业基础课和专业课知识的掌握情况,提高知识综合运用能力和动手实践能力。设计包括确定控制任务、系统总体方案设计、硬件系统设计、控制软件的设计、系统调试、性能测试等方面的要求,以便使学生掌握电气控制系统设计的总体思路和方法。 二、设计内容及步骤 1 任务提出 电动执行器是工业过程控制中的重要设备,它接收来自调节器的模拟信号(一般是4~20mA 电流信号)或上位机的数字信号, 将其转换为电动执行器相对应的机械位移(转角、直线或多转)并自动改变操作变量(调节阀、风门、挡板开度等),以达到对被调参数(温度、压力、流量、液位等)进行自动调节的目的,使生产过程按预定要求进行。 本课题要求设计一个阀门电动执行器控制模块。 1.1 对象参数: (1)电动机为单相异步电动机,额定功率10W,额定电流0.16A,外接电容CBB61、1.5uF500V。 (2)电源:220V±10%,50Hz。 (3)环境温度:-25~80℃。 (4)环境湿度:≤95%RH。 1.2 基本功能要求: (1)输入4~20mA或1~5V控制信号,相应阀门开度在0~100%之间变化。 (2)输入信号失效,位置保持原位。 (3)可就地手动操作。 (4)死区可以调整。 1.3 扩展功能要求(选做) (1)过力矩保护。 (2)行程限位保护。 (3)定位误差:≤1%。 (4)灵敏度:0.025%(1/4096)。

三、阀门电动执行器控制模块工作原理 电动执行器主要由控制器、电机和减速器三部分组成,由上位调节装置给出的1~5V电压信号Us,减速器输出的直线位移信号x(或角位移信号θ)经位置检测装置后形成位置反馈信号Uf,这两个信号经比较和放大后控制电机的运转,电机带动减速机构产生相应的直线位移或转角位移。 四、硬件原理图 电路总原理图 1 系统总体方案 将给定的1V~5V直流信号与模拟阀门位置的电位器分压得到的电压进行比差动放大,根据差动放大结果分别接通PNP或者NPN两个不同的三极管,三极管接通后光耦得电,触点接通,220V电机驱动电路分别得电,使电机实现正转或者反转。 为了判断给定信号是否小于1V,无法判定是线路断掉还是刚上电时信号还没给上,所以我们设定,当输入端的信号小于1V时,让比较器的输出端驱动光耦接

算法设计与分析习题

《算法设计与分析》习题 第一章算法引论 1、算法的定义 答:算法是指在解决问题时,按照某种机械步骤一定可以得到问题结果的处理过程。 通俗讲,算法:就是解决问题的方法或过程。 2、算法的特征 答:1)算法有零个或多个输入;2)算法有一个或多个输出; 3)确定性;4)有穷性 3、算法的描述方法有几种 答:自然语言、图形、伪代码、计算机程序设计语言 4、衡量算法的优劣从哪几个方面 答:(1) 算法实现所耗费的时间(时间复杂度); (2) 算法实现所所耗费的存储空间(空间复杂度); (3) 算法应易于理解,易于编码,易于调试等等。 5、时间复杂度、空间复杂度定义 答:指的是算法在运行过程中所需要的资源(时间、空间)多少。 6、时间复杂度计算: {i=1; while(i<=n) i=i*2; } 答:语句①执行次数1次, 语句②③执行次数f(n), 2^f(n)<=n,则f(n) <=log2n; 算法执行时间: T(n)= 2log2n +1 时间复杂度:记为O(log2n) ; 7.递归算法的特点 答:①每个递归函数都必须有非递归定义的初值;否则,递归函数无法计算;(递归终止条件) ②递归中用较小自变量函数值来表达较大自变量函数值;(递归方程式) 8、算法设计中常用的算法设计策略 答:①蛮力法;②倒推法;③循环与递归;④分治法; ⑤动态规划法;⑥贪心法;⑦回溯法;⑧分治限界法 9、设计算法: 递归法:汉诺塔问题兔子序列(上楼梯问题) 整数划分问题 蛮力法:百鸡百钱问题 倒推法:穿越沙漠问题

答:算法如下: (1) 递归法 汉诺塔问题 void hanoi(int n, int a, int b, int c) {if (n > 0) { hanoi(n-1, a, c, b); move(a,b); hanoi(n-1, c, b, a); } } 兔子序列(fibonaci 数列 ) 递归实现: Int F(int n) { if(n<=2) return 1; else return F(n-1)+ F(n-2); } 上楼梯问题 Int F(int n) { if(n=1) return 1 if(n=2) return 2; else return F(n-1)+ F(n-2); } 整数划分问题 问题描述:将正整数n 表示成一系列正整数之和,n=n1+n1+n3+… 将最大加数不大于m 的划分个数,记作q(n,m)。正整数n 的划分数 p(n)=q(n,n)。 可以建立q(n,m)的如下递归关系: 递归算法: Int q( int n, int m){ if(n<1||m<1) return 0; If((n=1)||(m=1)) return 1; If (n>=<==-+--+=11,1),()1,()1,(1),(1),(m n m n m n m n m m n q m n q n n q n n q m n q

产品模块化设计

当今制造业企业一方面必须利用产品的批量化、标准化和通用化来缩短上市周期、降低产品成本、提高产品质量,另一方面还要不断地进行产品创新使产品越来越个性化,满足客户的定制需求。这样,如何平衡产品的标准化、通用化与定制化、柔性化之间的矛盾,成为赢得竞争的关键能力。平台化、模块化的产品设计和生产可以在保持产品较高通用性的同时提供产品的多样化配置,因此平台化、模块化的产品是解决定制化生产和批量化生产这对矛盾的一条出路。 以下总结了推行模块设计过程需要关注的要点: 1 产品模块化设计各个部门远景目标: 1)产品开发:产品开发过程分解为平台开发和产品开发过程,专门的团队进行平台的设计和优化,新产品的开发由平台通过 变量配置实现; 2)产品制造:产品制造部门按照产品平台分配产线和装配资源; 3)供应链管理:实现零库存,根据模块的要求选择能够承接模块设计和开发的供应商; 4)市场部门:实现按订单制定产品开发和制造计划。 2 模块化实施过程: 1)产品系列平台划分,采用“产品型号组方法”则是对整个目标 市场划分所进行的全部变型型号的规划和开发。新产品规划要

定义一组变型型号。配置应当与市场定位关联,其实际定义应 当与产品性能的部分关联,并体现出不同变型型号之间的差异。 2)产品模块划分,可以采用MFD方法进行模块划分,步骤包括: a 定义客户需求,利用卡诺模型区分客户需求与满意度关 系、使用QFD方法定义客户需求与产品性能的对应关系; b 选择技术方法,定义产品功能树,使用波氏方法选择 技术方法;使用DPM矩阵描述技术方法与产品性能的对 应关系; c 产生模块概念,定义模块驱动与技术解决方案的对应关 系,最理想的模块技术解决方法是可以自己组合成一个模 块,至少可以作为一个模块的基础; 不够优化的技术解决 方法应该和其他技术解决方法整合在一起组成模块。 d 评估模块概念,定义模块接口,优化模块接口。 e 模块优化,创建模块规格说明,进行模块优化,进行 经济和技术上的评价。 3)选项变量定义;在一个平台上定义许可的选项/选项集,定义选项之间的关系和约束。 3 模块化设计考核指标 1)部署通用产品结构的型号组/ 全部型号组; 2)通用模块实例/ 全部的模块实例; 3)CAD/PDM系统中零部件族的利用率;

算法设计与分析所有程序

目录 第二章递归与分治 (3) 1、用递归思想求N! (3) 2、用递归思想求Fibonacci数列 (3) 3、用递归思想求排列问题 (4) 4、用递归思想求整数划分问题 (5) 5、用递归思想求汉诺塔问题 (6) 6、用递归思想实现插入排序 (7) 7、用分治思想实现二分查找 (8) 8、用分治法求两个大整数的乘法 (9) 9、用分治思想求一个数组的最大值与最小值 (10) 10、用分法思想实现合并排序 (12) 11、用分治思想实现快速排序 (13) 12、用分治法实现线性时间选择问题 (15) 13、用分法思想实现残缺棋盘问题 (15) 第三章动态规划法 (18) 1、矩阵连乘问题 (18) 2、最长公子序列 (20) 3、最大子段和问题 (23) 4、图像压缩问题 (28) 5、电路布线问题 (31) 6、最 (31) 7、最 (31) 第四章贪心算法 (32) 1、哈夫曼编码 (32) 4、Kruskal算法求最小生成树 (35) 5、集装箱问题 (38) 6、活动安排问题 (40) 第五章回溯法 (42) 1、用回溯法求0-1背包问题 (42)

2、用回溯法求N皇后问题 (45) 3、用回溯法求旅行售货员问题 (46) 4、用回溯法求圆排列问题 (48) 5、用回溯法求符号三角形问题 (50) 6、用回溯法求批处理作业调度问题 (52) 7、用回溯法求连续邮资问题 (54) 8、用回溯法求图的m着色问题 (57) 9、用回溯法求最大团问题 (59) 第六章回溯法 (62) 1、用分支限界法求0-1背包问题 (62)

第二章递归与分治1、用递归思想求N! 王晓东版——《计算机算法设计与分析(第四版)》P11页,例2-1 2、用递归思想求Fibonacci数列 王晓东版——《计算机算法设计与分析(第四版)》P12页,例2-2

数据结构查找算法课程设计

存档编号: 西安******** 课程设计说明书 设计题目: 查找算法性能分析 系别:计算机学院 专业:计算机科学 班级:计科*** 姓名:王*** (共页) 2015年01月07 日

***** 计算机科学专业课程设计任务书 姓名:*** 班级:计科**** 学号:**** 指导教师:**** 发题日期:2015-01-05 完成日期:2015-01-09 一需求分析

1.1问题描述 查找又称检索,是指在某种数据结构中找出满足给定条件的元素。查找是一种十分有用的操作。而查找也有内外之分,若整个查找过程只在内存中进行称为内查找;若查找过程中需要访问外存,则称为外查找,若在查找的同时对表做修改运算(插入或删除),则相应的表成为动态查找表,反之称为静态查找表。 由于查找运算的主要运算是关键字的比较,所以通常把查找过程中对关键字的平均比较次数(也叫平均查找长度)作为一个查找算法效率优劣的标准。 平均查找程度ASL定义为: ASL=∑PiCi(i从1到n) 其中Pi代表查找第i个元素的概率,一般认为每个元素的查找概率相等,Ci代表找到第i个元素所需要比较的次数。 查找算法有顺序查找、折半查找、索引查找、二叉树查找和散列查找(又叫哈希查找),它们的性能各有千秋,对数据的存储结构要求也不同,譬如在顺序查找中对表的结果没有严格的要求,无论用顺序表或链式表存储元素都可以查找成功;折半查找要求则是需要顺序表;索引表则需要建立索引表;动态查找需要的树表查找则需要建立建立相应的二叉树链表;哈希查找相应的需要建立一个哈希表。 1.2基本要求 (1)输入的形式和输入值的范围; 在设计查找算法性能分析的过程中,我们调用产生随机数函数: srand((int)time(0)); 产生N个随机数。 注:折半查找中需要对产生的随机数进行排序,需要进行排序后再进行输入,N<50; (2)输出形式; 查找算法分析过程中,只要对查找算法稍作修改就可以利用平均查找

模块化程序设计

第四章模块化程序设计 教学目的:模块程序设计是C程序合作编程序的方法,通过这一章的学习使学生能自己编C 程序中的函数,正确地调用函数,熟悉函数调用时形式参数和实在参数的关系。通过变量的存储类型,能正确使用各种不同存储类型的变量编程序。 重点难点:函数的嵌套调用及函数的递归调用。 前面各几章的学习,大家已有了编制小程序的经验。如果想编制大程序,在C语言下就得用模块化程序设计,其基本思想是将一个大的程序按功能分割成一些模块,使每一个模块都成为功能单一、结构清晰、接口简单、容易理解的小程序。 C语言提供了支持模块化软件开发的功能: 1 函数式的程序结构。程序由一个或多个函数组成,每个函数都有各自独立的功能和界面。 2 允许通过使用不同的存储类别的变量,控制模块内部和外部的信息交换。 3具有预编译处理功能,为程序的调试、移植提供方便,支持模块化程序设计。 本章介绍这些功能及进行程序开发的基本方法。 4.1 函数 C程序结构 无论涉及的问题是复杂还是简单,规模是大还是小,用C语言设计程序,任务只有一种,就是编写函数,至少要编写一个主函数main(),C程序的执行就是执行相应的main()函数。即从它的main()函数的第一个花括号开始,依次执行后面的语句,直到最后的花括号为止。其它函数只有在执行了main()函数的过程中被调用时才执行。 高级语言中“函数”的概念和数学中“函数”的概念不完全相同。英语单词function有“函数”和“功能”两种介绍,高级语言中的函数实际上是功能的意思。当要完成某一个功能时,就用一个函数去实现它。在程序设计时首先要考虑main()函数中的算法,当main()中需要使用某一功能时,就用一个具有该功能的函数表达式表示。这时的函数,我们只知道它具有什么功能,其它先不作处理。设计完main()的算法并检验无误后,这时开始考虑它所调用的函数。如果在库函数中能找到,就可直接使用,否则再动手设计这些函数。这种设计方法称为自顶向下、逐步细化的程序设计方法。这种方法设计出来的程序在功率高,程序层次分明、结构清晰。复杂程序的层次可从以下图形中看出: 许多大型软件系统包含了相当丰富的,可供从事某一领域工作人员选用,如一个高等学校的信息管理系统就包含了教务、科研、人事、财务,设备、图书、后勤、办公室等子系统。每一个子系统以可分为许多子子系统。 这种软件为了方便用户大都采用菜单(menu)方式,这种形式的软件,大家都用过。用户

家具模块化设计方法实例分析(1).doc

家具模块化设计方法实例分析 1 前言 当前,消费者对家具的个性化需求日益凸显,如何满足这种需求已经成为越来越多家具企业发展的关键。要做到既符合现代机械化生产的发展主流,又节约成本,且能提高产品的市场竞争力。这确实为难了不少的家具企业。有一坐企业尝试通过从销售终端满足个性化, 但众多形态各异、尺寸繁多的家具定单从销售端传送至生产和设计部门,却带来了新的矛盾:设计任务艰巨、生产设计难排、产品质量难以保证,甚至由于部件尺寸的相近导致出错率增加、生产效率低下。 有一些敢于吃螃蟹的企业尝试从设计入手,通过标准零部件的设计、组合成新产品来满足这种个性化”的需求。但遗憾的是,这种做法并未带来预期的效果,单一的产品导致了销售客额和顾客满意率的下降。所以,如何实现产品的个性化?是从销售端,还是从设计与生产 端着手呢?这是家具企业必须根据企业现状做出回答的问题。定制是从销售端解决问题,而模块化设计是从设计端解决问题,旨在通过设计具有标准性和通用性的功能模块,达到组合成多样化的家具的目的。毫无疑问,模块化设计在家具业具有很大的发展潜力,它既能解决个性化需求的问题,还能做到低成本与高效率。 模块化设计属于方法学的范畴,在其他工业行业中已经得到了长足的发展。由于家具消费环塘和制造环境的变化,模块化设计以其特 有的优势,开始在家具行业尤其是办公家具中应用。而对于民用家具, 近年来个性化需求与家具企业的生产矛盾日益突出,有关模块化设计的探索才刚刚开始。鉴于国内尚无系统的家具模块化设计理论来指导企业的实践,本文着重以衣橱为例,详细具体地分析单个家具的非模块化设计过程,以进一步明确家具模块化设计的必要性和可操作性。 2 设计概念及设计方法 家具模块化设计指的是在对家具进行功能分析的基础上,划分并设计出一系列的家具功能模块,通过功能模块的选择与组合构成不同的家具,以满足市场多样化需求的设计方法。与传统的设计方法相比较,家具模块化设

智能化配电系统控制模块的设计 马东升

智能化配电系统控制模块的设计马东升 发表时间:2017-10-20T17:39:59.153Z 来源:《电力设备》2017年第15期作者:马东升 [导读] 摘要:近些年来,随着我国科学技术水平的不断提升,配电系统控制技术日益成熟,其在保证了供电质量的同时也促进了电力行业的持续发展。 (国网内蒙古东部电力有限公司喀喇沁旗供电分公司内蒙古赤峰市 024400) 摘要:近些年来,随着我国科学技术水平的不断提升,配电系统控制技术日益成熟,其在保证了供电质量的同时也促进了电力行业的持续发展。文章研究分析了PLC在配电系统中的应用设计分析。 关键词:智能变电;智能配电;应用设计 1前言 在具体应用实践过程中,电力供配电系统自动化控制受配电终端可靠性不高、蓄电池使用时效有限以及设备出场质量检查力度不够等因素的影响,这就严重影响了电力供配电系统的作用稳定性。为此,相关建设人员应从自动化控制系统建设现状入手,来找出具体优化方法以及未来发展方向的实现途径。 2电力供配电系统自动化控制技术的作用原理 电力供配电系统在自动化控制实践应用过程中被划分为四个方面,及用户、馈线、变电站以及管理。由于电力供配电系统自动化控制的线路设置复杂,这就要求人员要从用户需求的角度出发。为此,电力供配电系统自动化控制技术的作用原理可从两方面进行分析研究,一方面,自动化控制变电站的监测和运行是通过自动装置以及计算机来实现控制,这就在很大程度上节省了人力资源的应用成本。当将获取的信号数字化后,计算机就能对信号进行处理和再传输,从而简化了人工的操作步骤。这是改良传统变电站设备运行方式的同时,使变电站的监控更为精确。另一方面,电力供配电系统的自动化控制管理,是利用计算机将采集到的信息一级一级管理起来的。值得注意的是,电力供配电系统对自动化控制技术的要求极高,为此,相关研究人员应不断更新现有控制技术,以满足市场环境对其的需求。 3配电系统中PLC技术简介 所谓PLC技术,是建立在计算机技术基础上的智能化程序控制技术,其核心为单片机,该技术的应用实现了对工业生产过程的自动化控制。PLC技术集成了电气、仪表和控制等多项技术设备,可依据电力系统建设规模等实际情况进行组合,满足工业控制需求。PLC技术的主要作用体现在:第一,高速指令处理。PLC技术的出现开辟出了新的应用领域,在对性能要求较低的情况下也可以将指令的处理周期缩短到最小;第二,浮点数运算。便于用户调整参数,及时在运算量增加的情况下也能实现高效、复杂的运算,保证运算结果的准确;第三,优化人机交互。通过人机界面优化,可以集成多种功能,降低了人机对话编程的难度;第四,口令保护。其加密了数据,并设置了权限访问,避免了数据的非法删改。 4 PLC在配电系统中的应用设计 4.1设备层功能及控制策略 (1)设备层功能及控制策略 在设备层,一般需要通过智能化传感器实现对信息的识别以及传送工作,并将其转为可识别信号,保证通信信号的有效传输与交互。在执行器中,可以使用中央处理器向计算机发出信号,从而实现控制器的管控功能。在设备层,一般会采用分布控制技术,通过设立多个控制器组建设备层,每个控制器可独立工作,不相互影响,但控制器之间形成了一个数据通道,和计算机之间也建立一个信息互通渠道。 (2)网络层功能及控制策略 网络是配电系统的重要组成部分,网络可将分散的配电设备连接在一起成为一个有机整体,并通过监控中心的服务器进行信息交互,在网络层可通过现场总线技术保证网络层功能的有效发挥。 (3)管理层功能及控制技术 管理层中工作人员可通过计算机设备实现对设备运行状况的实时观测,管理层通过系统集成技术将计算机网络中的子系统连接在一起,通过子系统之间的信息交换实现子系统工作的协调,建立一个完善的信息控制机制。 4.2远程监控系统 当配电系统设备运行出现故障,对电能传输、变换等造成影响,通过PLC监控系统可及时发现故障并发送故障警报信号,对设备隐患进行排查,缩短了检修周期,提高了检修效率。 (1)PLC远程监控的原理 对配电系统电气设备的运行状态进行评价,可将其分为三个等级,如正常运行状态、异常运行状态和故障状态。作为正常状态就是设备运行过程中不存在缺陷或存在缺陷,但是不会影响设备的正常运行;所谓异常状态就是指存在一定缺陷,且对设备的运行状态造成较大影响,经检查发现电气设备存在不同程度的问题,不利于配电系统供电质量的提高;所谓异常状态是指电气设备缺陷发展到一定程度,对配电系统运行产生了负面影响,电气设备也出现了较为严重的损坏,但是可继续运行,这时需要注重设备性能观测,并立即进行维护检修;故障状态是指设备性能指标不符合生产要求且设备不能投入生产。PLC远程监控系统可以对配电保护系统的总受柜、1#变压器配出柜及2#变压器配出柜的三相电压是否欠压和三相电流是否过流等进行监测。当配电系统出现非正常运行状态,则立即发出报警信号或画面,运行人员在接收到报警信号后可迅速确定故障的发生位置,并派遣检修人员赶赴现场进行检查和维修。PLC通过对配电继电保护系统设备的采样,实现了运行数据分析。 (2)远程监控系统的设计。 配电继电保护系统中设有远程监控工作室,采用PLC控制系统对配电系统中各继电保护设备的运行进行监测,采集运行参数,若监测设备连续变化,只要输入信号物理量,如电压以及电流,便可通过2路的模拟量输入通道的S7-200PLC模拟量输入模块,即可实现信息的采集、筛选以及转换功能,最后得到量化后的信号,再通过电压模拟量变成软件进行信号处理,编程软件先输入“AIWO”,电流模拟量输入的编程元件为“AIW2”。当断路器为合闸状态,则可以采用开关SA1、SA3以及SA5对总受柜、1#变压器配出室和2#变压器配出室的开进行调控,该系统在采集到总受室、1#变压器配出室和2#变压器配出室的U、V、W三相电压和电流信息后,若出现了欠压或者是过流问题,则会立即发出警报信号,必要时也可手动控制。PLC系统的运行实现了定向数据的采集,同时具备实时监测以及远程遥控的功能,有利于配电

《对分查找及其算法实现》教学设计

《对分查找及其算法实现》教学设计 湖北省巴东县第一高级中学刘少银 一、教材学情分析 本次课是浙江版高中信息技术选修教材《算法与程序设计》第二章算法实例第四节查找中的一部分内容。由于教材体系不适合校本实际,我们在教学过程中对教材体系作了如下调整。 讲授顺序:第一章算法和算法的表示、第三章面向对象的程序设计的基本知识、第四章 VB程序设计初步、第二章算法实例,第五章算法实例的程序实现穿插在相关内容教学中完成。 因此在前期教学中学生已经初步掌握了算法基础及算法表示,VB程序设计初步等。本次课是让学生掌握对分查找的思想及算法的实现。 二、教学目标 知识与技能:理解对分查找的基本含义、方法,理解并能画出对分查找的流程图; 过程与方法:通过案例分析、直观观察,增强分析问题和解决问题的能力; 情感、态度与价值观:感受信息技术与现实生活的关联,激发对信息技术学科的求知欲,培养主动学习和使用信息技术的意识;养成科学的学习态度,不迷信书本、不迷信权威。 三、教学重难点 教学重点:对分查找的基本方法及注意事项; 教学难点:对分查找算法的实现。 四、教学策略 ·以“猜数”游戏导入,引入对分查找的概念; ·师生讨论、生生讨论、生生互助;分析、归纳、总结,理解并掌握对分查找的基本思想; ·采用分类研究、分享成果、课后练习等学习方法,理解对分查找方法及基本主要特征; ·采用自然评价、师生评价、生生评价等形式对学习进行过程性评价。 五、教学过程

1.游戏激趣,释疑对分查找 (三个程序图片) (初始界面)(人工猜数界面)(程 序猜数界面) 准备:几张白纸,一支记号笔。启动猜数程序。 师:同学们好!大家看到前面的程序了吗?它是一个什么程序呢? 同学:猜数游戏程序。 师:对,这是我用VB针对李泳主持的“幸运52”中猜商品价格环节开发的一款程序,我先来说说针对主持人的部分:当李泳宣布商品的价格范围时,比如10000元内,猜商品价格的人就可以在猜数范围栏起始栏填上“0”,终至栏填“10000”,然后再将鼠标移到猜数栏中单击,程序即提示:“准备!倒计时30秒”,当单击提示处,猜价格倒计时开始,猜价格人即可在猜数栏上填上所猜价格的数值,然后根据主持人的提示,选择“不对”重新填写商品价格或选择“正确”让所猜价格在“猜得结果”栏内显示正确结果并停止计时,提示栏中即显示“您猜了M次,对了,恭喜您”。 师:大家觉得程序光有这样的功能神奇吗? 生:不神奇。 师:对,我也是这样认为的。这个程序神奇的地方在它能帮助猜商品价格人在规定的时间内,根据主持人的提示准确地猜出商品的价格,而且猜中率100%,所以现在“幸运52”停播了,大家知道为什么吗? 生:不知道。 师:就是因为我开发了这个程序呀! 生:(有的说信,有的抱着怀疑的态度不吭声,也有说不信的) 师:有同学愿意上来试试吗?

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