DSP原理与应用
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日期：2017年5月23日星期二
1.DSP的生产厂商主要有哪些？分别有什么系列？
答：
①德州仪器公司（最有名的DSP芯片厂商）。TI公司在市场上主要的三个系
列产品：
（1）面向数字控制、运动控制的TMS320C2000系列，主要包括TMS320C24x/F24x、TMS320LC240x/LF240x、TMS320C24xA/LF240xA、TMS320C28xx等；
（2）面向低功耗、手持设备、无线终端应用的TMS320C5000系列，主要包括TMS320C54x、TMS320C54xx、TMS320C55x等；
（3）面向高性能、多功能、复杂应用领域的TMS320C6000系列，主要包括TMS320C62xx、TMS320C64xx、TMS320C67xx等。
②美国模拟器件公司。其主要的系列：
（1）定点DSP芯片有ADSP2101/2103/2105、ADSP2111/2115、ADSP2126/2162/2164、ADSP2127/2181、ADSP-BF532以及Blackfin系列；
（2）浮点DSP芯片有ADSP21000/21020、ADSP21060/21062，以及虎鲨TS101、TS201S。
③Motorola公司（发布较晚）。其主要的系列包括：
（1）定点DSP 处理器MC56001；
（2）与IEEE浮点格式兼容的的浮点DSP芯片MC96002；
（3）DSP53611、16位DSP56800、24位的DSP563XX和MSC8101等产品。
④杰尔公司。主要系列有：
嵌入式DSP内核的SC1000和SC2000系列，主要面向电信基础设施、移动通信、多媒体服务器及其它新兴应用。
2.浮点DSP和定点DSP各自有什么特点？
答：
浮点DSP和定点DSP在宏观上有很大的特点区别，包括动态范围、速度、价格等等。
（1）动态范围：定点DSP的字长每增加1bit,动态范围扩大6dB。16bit字长的动态范围为96dB。程序员必须时刻关注溢出的发生。例如，在作图像处理时，图像作旋转、移动等，就很容易产生溢出。这时，要么不断地移位定标，要么作截尾。前者要耗费大量的程序空间和执行时间，后者则很快带来图像质量的劣化。总之，是使整个系统的性能下降。在处理低信噪比信号的场合，例如进行语音识别、雷达和声纳信号处理时，也会发生类似的问题。
32bit浮点运算DSP的动态范围可以作到1536dB，这不仅大大扩大了动态范围，提高了运算精度，还大大节省了运算时间和存储空间，因为大大减少了定标，移位和溢出检查。
由于浮点DSP的浮点运算用硬件来实现，可以在单周期内完成，因而其处理速度大大高于定点DSP。这一优点在实现高精度复杂算法时尤为突出，为复杂算法的实时处理提供了保证。
32bit浮点DSP的总线宽度较定点DSP宽得多，因而寻址空间也要大得多。这一方面为大型复杂算法提供了可能、因为省的DSP目标子程序已使用到几十MB存储器或更多；另一方面也为高级语言编译器、DSP操作系统等高级工具软件的应用提供了条件。DSP的进一步发展，必然是多处理器的应用。新型的浮点DSP已开始在通信口的设置和强化、资源共享等方面有所响应。
（2）在硬件和软件上的区别
在硬件结构上最大的不同之处在于数据存储结构方面。浮点DSP用户不必知道如何存储数据，而应用定点DSP时就需了解数据存储数据格式，必须对数据格式作一些转换。浮点DSP处理器具有浮点/整数乘法器，整数/浮点算术逻辑运算单元ALU，适合存放扩展精度的浮点结果的寄存器等。
主要有浮点DSP编程的特点以及注意事项；定点DSP进行浮点运算时的定标，移位，检测溢出操作。比较两个浮点数时，不要使用==来判断是否相等。即使比较两个相等的数，还是可能有微小的舍入差别。
3.针对TI公司的C6000系列，说一下CACHE、EDMA、EMIF的概念和用途。答：
EMIF: 外部存储器接口（EMIF）是TMS、DSP器件上的一种接口,具体可以分为EMIFA和EMIFB。一般来说，EMIF可实现DSP与不同类型存储器（SRAM、Flash RAM、DDR-RAM等）的连接。一般EMIF与FPGA相连，从而使FPGA平台充当一个协同处理器、高速数据处理器或高速数据传输接口。设计接口提供了一个FPGA块至RAM的无缝连接。在读/写、FIFO或存储器模式中，双端口块RAM的一侧被用来实现与DSP的通信。另一侧用于实现与内部FPGA逻辑电路或平台-FPGA嵌入式处理器的通信。
EDMA: 增强型直接内存存取（EDMA）是数字信号处理器(DSP)中用于快速数据交换的重要技术，具有独立于CPU的后台批量数据传输的能力，能够满足实时图像处理中高速数据传输的要求。通过灵活控制EDMA不仅能够提高图像数据的传输效率，而且能够充分发挥DSP的高速性能。
CACHE：CACHE高速缓冲存储器一种特殊的存储器子系统，其中复制了频繁使用的数据以利于快速访问。存储器的高速缓冲存储器存储了频繁访问的RAM位置的内容及这些数据项的存储地址。当处理器引用存储器中的某地址时，高速缓冲存储器便检查是否存有该地址。如果存有该地址，则将数据返回处理器;如果没有保存该地址，则进行常规的存储器访问。因为高速缓冲存储器总是比主RAM存储器速度快，所以当RAM的访问速度低于微处理器的速度时，常使用高速缓冲存储器。
4.DSP的PCB设计属于高速信号设计，高速信号设计需要考虑什么问题？
答：
（1）考虑电源和地的去耦
随着DSP工作频率的提高，DSP和其他IC元器件趋向小型化、封装密集化，通常电路设计时考虑采用多层板，建议电源和地都可以用专门的一层，且对于多种电源，例如DSP的I/O电源电压和内核电源电压不同，可以用两个不同的电源层，若考虑多层板的加工费用高，可以把接线较多或者相对关键的电源用专门的一层，其他电源可以和信号线一样布线，但要注意线的宽度要足够。
无论电路板是否有专门的地层和电源层，都必须在电源和地之间加一定的并且分布合理的电容。为了节省空间，减少通孔数，建议多使用贴片电容。可把贴片电容放在PCB板背面即焊接面，贴片电容到通孔用宽线连接并通过通孔与电源、地层相连。
考虑电源分布的布线规则。
分开模拟和数字电源层。
高速高精度模拟元件对数字信号很敏感。例如，放大器会放大开关噪声，使
之接近脉冲信号，所以在板上模拟和数字部分，电源层一般是要求分开的。（2）隔离敏感信号
有些敏感信号(如高频时钟) 对噪声干扰特别敏感，对它们要采取高等级隔离措施。高频时钟(20MHz以上的时钟，或翻转时间小于5ns的时钟)必须有地线护送，时钟线宽至少10mil，护送地线线宽至少20mil，高频信号线的保护地线两端必须由过孔与地层良好接触，而且每5cm 打过孔与地层连接;时钟发送侧必须串接一个22Ω～220Ω的阻尼电阻。可避免由这些线带来的信号噪声所产生的干扰。
（3）硬件抗干扰设计：
硬件抗干扰效率高，在系统复杂度、成本、体积可容忍的情况下，优先选用硬件抗干扰设计。常用的硬件抗干扰技术可归纳为以下几种:
硬件滤波：RC 滤波器可以大大削弱各类高频干扰信号。如可以抑制“毛刺”干扰。
合理接地：合理设计接地系统，对于高速的数字和模拟电路系统来说，具有一个低阻抗、大面积的接地层是很重要的。地层既可以为高频电流提供一个低阻抗的返回通路，而且使EMI、RFI变得更小，同时还对外部干扰具有屏蔽作用。PCB 设计时把模拟地和数字地分开。
屏蔽措施：交流电源、高频电源、强电设备、电弧产生的电火花，会产生电磁波，成为电磁干扰的噪声源，可用金属壳体把上述器件包围起来，再接地，这对屏蔽通过电磁感应引起的干扰非常有效。
光电隔离：光电隔离器可以有效地避免不同电路板间的相互干扰，高速的光电隔离器常用于DSP和其他设备(如传感器、开关等) 的接口。
（4）软件抗干扰设计
软件抗干扰有硬件抗干扰所无法取代的优势，在DSP 应用系统中还应充分挖掘软件的抗干扰能力，从而将干扰的影响抑制到最小。下面给出几种有效的软件抗干扰方法。
数字滤波：模拟输入信号的噪声可以通过数字滤波加以消除。常用的数字滤波技术有:中值滤波、算术平均值滤波等。
设置陷阱：在未用的程序区内设置一段引导程序，当程序受干扰跳到此区域时，引导程序将强行捕获到的程序引导到指定的地址，在那里用专门程序对出错程序进行处理。
指令冗余：在双字节指令和三字节指令后插入两三个字节的空操作指令NOP，可以防止当DSP系统受干扰程序跑飞时，将程序自动纳入正轨。
设置看门狗定时：如失控的程序进入“死循环”，通常采用“看门狗”技术使程序脱离“死循环”。其原理是利用一个定时器，它按设定周期产生一个脉冲，如果不想产生此脉冲，DSP就应在小于设定周期的时间内将定时器清零;但当DSP程序跑飞时，就不会按规定把定时器清零，于是定时器产生的脉冲作为DSP 复位信号，将DSP重新复位和初始化。
（5）电磁兼容性设计
电磁兼容性是指电子设备在复杂电磁环境中仍可以正常工作的能力。电磁兼容性设计的目的是使电子设备既能抑制各种外来干扰，又能减少电子设备对其他电子设备的电磁干扰。在实际的PCB板中相邻信号间或多或少存在着电磁干扰现象即串扰。串扰的大小与回路间的分布电容和分布电感有关。解决这种信号间的相互电磁干扰可采取以下措施:
选择合理的导线宽度：由于瞬变电流在印制线条上产生的冲击干扰主要是印制导线的电感成分引起的，而其电感量与印制导线长度成正比，与宽度成反比。所以采用短而宽的导线对抑制干扰是有利的。时钟引线、总线驱动器的信号线常有大的瞬变电流，其印制导线要尽可能短。对于分立元件电路，印制导线宽度在1.5mm左右即可满足要求;对于集成电路，印制导线宽度在0. 2mm～1. 0mm之间选择。
采用井字形网状布线结构：具体做法是在PCB印制板的一层横向布线，紧挨着的一层纵向布线。
（6）散热设计
为有利于散热，印制板最好是自立安装，板间距应大于2cm，同时注意元器件在印制板上的布排规则。在水平方向，大功率器件尽量靠近印制板边沿布置，从而缩短传热途径;在垂直方向大功率器件尽量靠近印制板上方布置，从而减少其对别的元器件温度的影响。对温度较敏感的元器件尽量布放在温度比较低的区域，而不能放在发热量大的器件的正上方。
5.自己设定参数，用C语言编写一段低通滤波器的程序，并指明，在RF5框架
中，此程序如何嵌入其中。
答：程序如下：
#include
#include
#define true 1
#define false 0
#define n 8
#define bufsize 100
int in_buffer[bufsize];
int out_buffer[bufsize];
static int processing(int *input, int *output);
static void dataio(void);
static long round(long a);
void main()
{
int *input = &in_buffer[0];
int *output = &out_buffer[0];
puts("the 1st experiment started\n");
while(true)
{
dataio();
processing(input, output);
dataio();
}
}
static int processing(int *input, int *output)
{
int i,size = bufsize;
short xx0,x,y;
short z[n]={0,0,0,0,0,0,0,0};
short
w[2*n+1]={101,4356,810,8192,2835,3403,5670,2517,7088,605,5670,193,2835,21,81 0};
long y0,z0;
while(size--){
xx0=*input++;
x=xx0*6;
z0=(long)x<<15;
y0=0;
for(i=0;i { z0-=(long)w[2*i+1]*(long)z[i]; y0+=(long)w[2*i+2]*(long)z[i]; } y0+=(long)w[0]*(z0>>15); y0=round(y0); for(i=n-1;i>0;i--) z[i]=z[i-1]; z0=round(z0); z[0]=(short)(z0>>15); y=(short)(y0>>15); *output++ =y; } return(true); } static void dataio() { return; } static long round(long a) { long x3; x3=a&(0xffff0000); return x3; } 6.利用视频的FVID驱动编写一段视频驱动的程序。 答：程序如下： //gioAttrs.nPackets = 8; //gioAttrs.timeout = SYS_FOREVER; self->hGioVpfeCcdc = FVID_create （"/VPFE0", IOM_INOUT） result=FVID_control for (i=0; i {pspFramePtrNew=LOCAL_allocPspFrame(hBlock); numBytes = self->bytesPerFrame; p = pspFramePtrNew->frameBufferPtr; for(i=0;i< numBytes / sizeof; i++) APP_SYSTEM_cacheWbInv; result = FVID_queue； APP_SYSTEM_ASSERT(result == 0, "FVID_queue()failed"); } msgPtr->processedFlag = 1; return status; self->hGioVpfeCcdc= FVID_create（"/VPFE0", IOM_INOUT） for (i=0; i p = pspFramePtrNew->frameBufferPtr; for(i=0;i< numBytes / sizeof; i++) APP_SYSTEM_cacheWbInv; result = FVID_queue； APP_SYSTEM_ASSERT(result==IOM_COMPLETED ， "FVID_queue() failed"); ATM_inci(&self->driverFrameCnt); } msgPtr->processedFlag = 1; return status; 实验6 数字滤波器的网络结构 一、实验目的： 1、加深对数字滤波器分类与结构的了解。 2、明确数字滤波器的基本结构及其相互间的转换方法。 3、掌握用MA TLAB 语言进行数字滤波器结构间相互转换的子函数及程序编写方法。 二、实验原理： 1、数字滤波器的分类 离散LSI 系统对信号的响应过程实际上就是对信号进行滤波的过程。因此，离散LSI 系统又称为数字滤波器。 数字滤波器从滤波功能上可以分为低通、高通、带通、带阻以及全通滤波器；根据单位脉冲响应的特性，又可以分为有限长单位脉冲响应滤波器（FIR ）和无限长单位脉冲响应滤波器（IIR ）。 一个离散LSI 系统可以用系统函数来表示： M -m -1-2-m m m=0 012m N -1-2-k -k 12k k k=1 b z b +b z +b z ++b z Y(z)b(z)H(z)=== =X(z)a(z) 1+a z +a z ++a z 1+a z ∑∑ 也可以用差分方程来表示： N M k m k=1 m=0 y(n)+a y(n-k)=b x(n-m)∑∑ 以上两个公式中，当a k 至少有一个不为0时，则在有限Z 平面上存在极点，表达的是以一个IIR 数字滤波器；当a k 全都为0时，系统不存在极点，表达的是一个FIR 数字滤波器。FIR 数字滤波器可以看成是IIR 数字滤波器的a k 全都为0时的一个特例。 IIR 数字滤波器的基本结构分为直接Ⅰ型、直接Ⅱ型、直接Ⅲ型、级联型和并联型。 FIR 数字滤波器的基本结构分为横截型（又称直接型或卷积型）、级联型、线性相位型及频率采样型等。本实验对线性相位型及频率采样型不做讨论，见实验10、12。 另外，滤波器的一种新型结构——格型结构也逐步投入应用，有全零点FIR 系统格型结构、全极点IIR 系统格型结构以及全零极点IIR 系统格型结构。 2、IIR 数字滤波器的基本结构与实现 （1）直接型与级联型、并联型的转换 例6-1 已知一个系统的传递函数为 -1-2-3 -1-2-3 8-4z +11z -2z H(z)=1-1.25z +0.75z -0.125z 将其从直接型（其信号流图如图6-1所示）转换为级联型和并联型。 传热学 二维稳态导热问题的数值解法 杨达文2011151419 赵树明2011151427 杨文晓2011151421 吴鸿毅2011151416 第一题： a=linspace(0,0.6,121); t1=[60+20*sin(pi*a/0.6)]; t2=repmat(60,[80 121]); s=[t1;t2]; %构造矩阵 for k=1:10000000 %理论最大迭代次数，想多大就设置多大S=s; for j=2:120 for i=2:80 S(i,j)=0.25*(S(i-1,j)+S(i+1,j)+S(i,j-1)+S(i,j+1)); end end if norm(S-s)<0.0001 break; %如果符合精度要求，提前结束迭代else s=S; end end S %输出数值解 数值解数据量太大，这里就不打印出来，只画出温度分布。 画出温度分布： figure(1) xx=linspace(0,0.6,121); yy=linspace(0.4,0,81); [x,y]=meshgrid(xx,yy); surf(x,y,S) axis([0 0.6 0 0.4 60 80]) grid on xlabel('L1') ylabel('L2') zlabel('t（温度）') .60.66666777778L 1 L 2t （温度） A0=[S(:,61)]; for k=1:81 B1(k)=A0(81-k+1); end B1 %x=L1/2时y方向的温度 A1=[S(41,:)] %y=L2/2时x方向的温度 x=0:0.005:0.6; y=0:0.005:0.4; A2=60+20*sin(pi*x/0.6)*((exp(pi*0.2/0.6)-exp(-pi*0.2/0.6))/2)/((exp(pi*0.4/0.6)-exp(-pi*0.4/0.6) )/2) %计算y=L2/2时x方向的解析温度 B2=60+20*sin(pi*0.3/0.6)*((exp(pi*y/0.6)-exp(-pi*y/0.6))/2)/((exp(pi*0.4/0.6)-exp(-pi*0.4/0.6))/ 2) %计算x=L1/2时y方向的解析温度 figure(2) subplot(2,2,1); plot(x,A1,'g-.',x,A2,'k:x'); %画出x=L1/2时y方向的温度场、画出x=L1/2时y方向的解析温度场曲线 xlabel('L1');ylabel('t温度'); title('y=L2/2'); legend('数值解','解析解'); subplot(2,2,2); plot(x,A1-A2); %画出具体温度场与解析温度场的差值曲线 xlabel('L1');ylabel('差值'); title('y=L2/2时，比较=数值解-解析解'); subplot(2,2,3); plot(y,B1,'g-.',y,B2,'k:x'); %画出y=L2/2时x方向的温度场、画出y=L2/2时x方向的解析温度场曲线 xlabel('L2');ylabel('t温度'); title('x=L1/2'); legend('数值解','解析解'); subplot(2,2,4); plot(y,B1-B2); %画出具体温度场与解析温度场的差值曲线 xlabel('L2');ylabel('差值'); title('x=L1/2时，比较=数值解-解析解'); y=L2/2时x方向的温度： 60 60.1635347276130 60.3269574318083 60.4901561107239 60.6530189159961 60.8154342294146 60.9772907394204 61.1384775173935 61.2988840936779 61.4584005332920 61.6169175112734 61.7743263876045 61.9305192816696 62.0853891461909 62.2388298405943 62.3907362037523 62.5410041260577 62.6895306207746 62.8362138946214 62.9809534175351 63.1236499915702 63.2642058188844 63.4025245687647 63.5385114436490 63.6720732440951 63.8031184326565 63.9315571966177 64.0573015095482 64.1802651916318 64.3003639687311 64.4175155301449 64.5316395850212 64.6426579173846 64.7504944397430 64.8550752452343 64.9563286582797 65.0541852837075 论技术异化 “技术异化”并不是一个严格的学术术语，在不同学者的著述中，意思也不尽相同。本文所述技术异化是指人们在通过技术活动处理人与自然之间的矛盾、实现技术服务于人类的正价值过程中．技术反而以一种异己的敌对的力量，给人类自身带来危害。这也是人们通常所说的技术异化的基本含义。基于这一理解，我们认为：技术异化具有必然性；技术异化可以“弱化”或部分“消除”，但彻底根除技术异化不具可能性。这可从自然的、知识的和人本的三大维面来解读和论证。 1 技术的反自然性使技术异化具有必然性 技术具有合自然性，即合自然规律性，这是一切技术赖以存在的客观基础，这也就是F 拉普所说的：“人类所创造的和未来要创造的一切技术都必然是与自然法则相一致的。”合自然规律性是技术的本性之一。但是，技术同时又具有反自然性，即反自然天然性(包括反自然天然因果性)。技术的反自然性表现在技术的生成、传播、应用以及应用的成果——技术产品等各个方面。 技术的反自然性对于人、对于技术本身来说意味着什么呢? 第一，技术的反自然性决定了技术具有“对人的不友好、敌对”即反映了技术异化的倾向性。这是因为：技术的反自然性，决定了技术之于自然在本质上是一种“异己之物”，这意味着在技术与自然的关系中，技术必然会对自然产生“干扰”、“破坏”作用。这种“干扰”、“破坏”作用对于人类来说具有“二重性”：一方面，技术正是通过对自然的“干扰”、“破坏”来“实现技术服务于人类的正价值”的，但另一方面，这种作用同时也反映和体现了技术“以一种异己的和敌对的力量反作用于人本身”的倾向性，因为技术反自然性的实质也就是技术对人类赖以生存和发展的最基本的物质条件——自然界的干扰性、破坏性，这种干扰性、破坏性本身无疑蕴涵了“给人类自身带来危害”即技术异化的倾向和可能。 第二，技术反自然性的客观性使技术异化具有必然性。技术反自然性的客观性是指技术一经产生，技术所具有的反自然性将不以人的意志为转移地客观存在着，即使技术的这一特性展现了一种“恶”的价值倾向，人们也无法彻底改变它，而只能任其作用于这个世界。也就是说，技术一旦被创造出来，其所具有的反自然性对世界的作用具有永久性，而这种永久性将随着技术反自然性的具体效应的积累而在总体上使技术异化具有必然性。就像汽车技术在为服务于人类的正价值过程中，它已明显地表现出了一种“恶”的价值倾向——车祸、污染、耗能等，但人们无法彻底改变它，而只能任其永久地作用于这个世界一样。由于汽车技术大量和永久性的使用，伴随其“恶”的具体效应的积累，汽车技术也就必然成为“和平时代的战争”(指对人体自然的毁灭)、“人类健康的杀手”和“能源消耗的无底洞。也就是说，汽车技术反自然性的客观性使汽车技术异化具有必然性。 2 技术的不确定性使技术异化具有必然性 技术具有确定性，即技术具有可靠性、稳定性，它是技术建立在科学知识的确定性基础上、在(科学)知识维面上所具有的一种特性。 但是，进一步的研究表明，技术赖以建立的科学知识基础本身同时又具有不确定性，即便是像牛顿力学这样一种确定性知识，20世纪60年代的KAM定理，也揭示出了牛顿力学具有内在的随机性、不确定性。至于现代科学理论，其知识的不确定性特征就更为凸显了。例如， 数字信号处理作业 DFT 习题 1. 如果)(~n x 是一个周期为N 的周期序列，那么它也是周期为N 2的周期序列。把)(~ n x 看作周期为N 的周期序列，令)(~1k X 表示)(~n x 的离散傅里叶级数之系数，再把)(~ n x 看作周期为N 2的周期序列，再令)(~2k X 表示)(~n x 的离散傅里叶级数之系数。当然，)(~1k X 是周期性的，周期为N ，而)(~2k X 也是周期性的，周期为N 2。试利用)(~1k X 确定)(~2k X 。（76-4） 2. 研究两个周期序列)(~n x 和)(~n y 。)(~n x 具有周期N ,而)(~ n y 具有周期M 。序列)(~n w 定义为)()()(~ ~~n y n x n w +=。 a. 证明)(~n w 是周期性的，周期为MN 。 b. 由于)(~n x 的周期为N ，其离散傅里叶级数之系数)(~k X 的周期也是N 。类似地， 由于)(~n y 的周期为M ，其离散傅里叶级数之系数)(~k Y 的周期也是M 。)(~n w 的离散傅里叶级数之系数)(~k W 的周期为MN 。试利用)(~k X 和)(~k Y 求)(~k W 。（76-5） 3. 计算下列各有限长度序列DFT （假设长度为N ）: a. )()(n n x δ= b ．N n n n n x <<-=000) ()(δ c ．10)(-≤≤=N n a n x n （78-7） 4. 欲作频谱分析的模拟数据以10千赫速率被取样，且计算了1024个取样的离散傅里叶变换。试求频谱取样之间的频率间隔，并证明你的回答。（79 -10） 传热学大作业报告二维稳态计算 院系：能源与环境学院 专业：核工程与核技术 姓名：杨予琪 学号：03311507 一、原始题目及要求 计算要求： 1. 写出各未知温度节点的代数方程 2. 分别给出G-S 迭代和Jacobi 迭代程序 3. 程序中给出两种自动判定收敛的方法 4. 考察三种不同初值时的收敛快慢 5. 上下边界的热流量（λ=1W/(m ℃）） 6. 绘出最终结果的等值线 报告要求： 1. 原始题目及要求 2. 各节点的离散化的代数方程 3. 源程序 4. 不同初值时的收敛快慢 5. 上下边界的热流量（λ=1W/(m ℃）） 6. 计算结果的等温线图 7. 计算小结 二、各节点的离散化的代数方程 左上角节点 )(21 1,22,11,1t t t += 右上角节点 )(2 15,24,15,1t t t += 左下角节点 C t ?=1001,5 右下角节点 )2(211,24,55,5λ λ x h t t x h t ?++?+= 左边界节点 C t i ?=1001,，42≤≤i 上边界节点 C t j ?=200,1，42≤≤j 右边界节点 )2(415,15,14,5,+-++= i i i i t t t t ，42≤≤i 下边界节点 )42()2(211,51,5,4,5∞+-?+++?+=t x h t t t x h t j j j j λλ ，42≤≤j 内部节点 )(2 1,1,11,1,,j i j i j i j i j i t t t t t +-+-+++= ，4,2≤≤j i 三、源程序 1、G-S 迭代法 t=zeros(5,5); t0=zeros(5,5); dteps=0.0001; for i=2:5 %左边界节点 t(i,1)=100; end for j=2:4 %上边界节点 t(1,j)=200; end t(1,1)=(t(1,2)+t(2,1))/2; t for k=1:100 for i=2:4 %内部节点 for j=2:4 t(i,j)=(t(i-1,j)+t(i+1,j)+t(i,j-1)+t(i,j+1))/4; end end t(1,5)=(t(1,4)+t(2,5))/2;%右上角节点 for i=2:4;%右边界节点 t(i,5)=(2*t(i,4)+t(i-1,5)+t(i+1,5))/4; end for j=2:4; %下边界节点 哈尔滨工业大学动力工程与工程热物理硕士研究生入学考试专业课试题 第 1 哈尔滨工业大学 二○○八年硕士研究生入学考试试题 考试科目：_工程流体力学__ 报考专业：动力工程及工程热物理 考试科目代码：[ 820 ] 考生注意：答案务必写在答题纸上，并标明题号。答在试题上无效。 该试卷包含工程流体力学（90分）必选部分和工程热力学（60分）、传热学（60分）、空气动力学（60分）、燃烧学（60分）4门课程任选其一，满分150分。题号总分 分数150分工程流体力学（90分）（必选） 一、解释下列概念（20分） 1．等压面、压力体 2．力势函数、速度势函数 3．迹线、流线 4．层流、紊流 5．质量力、表面力 二、推求理想流体非恒定有旋运动的伯努利积分（15分） 三、推求粘性流体应力形式的运动微分方程（15分） 四、试证明在不可压缩流体的缓变过流断面上满足静压强分布规律（10分） 五、如图所示，涵洞进口设圆形平板闸门，其直径d=1m，闸门与水平面成 倾角并铰接于B点，闸门中心点位于水下4m，门重G=980N。当门后 无水时，求启门力T（不计摩擦力）（15分） 六、图示有一水电站压力水管的渐变段，直径D1=1.5m，D2=1m，渐变段起点 压强p1=400KN/m2,流量q v=1.8m3/s,若不计水头损失，求渐变段镇墩上所 受的轴向推力为多少（不计摩擦力）？（15分） 第 2 第五题图 第六题图 工程热力学试题（60分）任选之一 第 3 一、是非判断：是在（）内画“＋”号，非在（）内画“—”号，每题1分，共10分 1、热力系是具体指定的热力学的研究对象（）。 2、绝热闭口系就是孤立系（）。 3、绝热闭口系的熵增等于孤立系的熵增（）。 4、状态方程是描述状态参数之间关系的方程（）。 5、平衡状态是热力系宏观性质不随时间变化 2012-2013学年第二学期 《自然辩证法概论》期末课程论文 论自然辩证法在材料科学研究中的应用 ——以材料的发展历程为例 姓名： 学号： 任课教师： 完成时间： 摘要：材料科学是研究材料的组织结构、性质、生产流程和使用效能，以及它们之间相互关系的科学。作为多学科交叉与结合的结晶，其是一门与工程技术密不可分的应用科学，是人类社会发展进步的重要推动力量。该学科发展过程中，蕴涵着深刻的哲学原理，包括了自然辩证法的许多原理，如辩证唯物主义的世界观和方法论、质量互变规律、矛盾论、可持续发展论等。材料科学作为一门关于自然界和科学技术发展的一般规律以及人类认识自然和改造自然的一般方法的科学，其研究目的就是为了合理地处理人与自然的矛盾，从而得出对人类有益的方法与技术。本文通过思考分析，达到运用自然辩证法思维方式进一步指导新材料研究之目的。 关键词：自然辩证法；材料科学；研究应用 引言 科学技术属于哲学范畴，科学技术与哲学之间的关系不是两个事物之间相互外在的关系，而是事物自身内在的关系，即科学技术与哲学的其他构成因素之间的关系，以及作为部分的科学技术与作为整体的哲学的关系。科学技术与哲学之间的关系也不是一般的相互影响、相互作用的关系，而是决定与被决定、作用与反作用的关系。 材料科学技术是探索研究和制造新材料规律的科学，它不仅指出特殊材料研制的特殊方法，而且还揭示出各种不同材料研制的共同规律。同时，材料科学技术是一门技术科学，它介于基础科学和工程技术之间。与基础科学相比较，材料科学技术更接近于体实践；而与工程技术相比较，它则更接近于理论研究。它是基础科学研究中基础理论转化为应用技术的中间环节，它的主要特点是将具体技术中带有共同性的科学问题集中起来加以研究。 在材料科学研究中，探寻其中的自然辩证法原理对材料科学技术的发展很有必要。通过运用自然辩证法的原理可以帮助我们对材料自然科学有更深的理解和认识，使得我们在研究中抓住重点并有个清晰的思路，从而在科学研究中做出贡献。 一、自然辩证法的思想内涵 自然辩证法是马克思主义哲学的重要组成部分，是关于自然界和科学技术发展的一般规律以及人类认识和改造自然的一般方法的科学。它是马克思主义关于认识自然和改造自然已有成果的概括和总结，是随着科学技术的发展而不断丰富和发展着的开放的理论体系。 自然辩证法包括三部分：自然界发展的一般规律，即自然界发展的辩证法；科学技术发展的一般规律，即科学技术发展的辩证法；人类认识自然和改造自然的一般规律，即科学技术研究的辩证法，亦即辩证唯物主义的自然观、科学技术方法论和科学技术观。它和各门具体科学技术一样，都是研究自然界、科学技术及其研究方法的规律性探索，这表明了它具有科学技术特性。 自然辩证法是自然界和自然科学发展的普遍规律的科学，是人们认识自然和改造自然的方法论。学习自然辩证法有助于我们抵制和批判各种伪科学和反科学，有助于净化社会环境，推进社会主义精神文明建设。内容涉及自然观、自然科学观、自然科学方法论及各门自然科学中的哲学问题和科学技术思想史等广泛的领域。自然辩证法是马克思主义理论研究的一个组成部分，而不是马克思主义哲学的一个分支，因为自然辩证法不仅对人与自然关系进行哲学的考察，还要进 2019~2020年度《数字信号处理》大作业题目与要求 大作业要求： 本学期大作业总分40分，学生可选择任意数量的题目完成，只要所选题目总分达到40分即可，所选题目总分如果超过40分，超过的部分不计入大作业总分。大作业以电子版的形式提交，内容应包括详细的程序设计思路与题目分析（题目分析指的是对该题目中所用到的知识点的说明，不要照搬书上或网上的内容，写出你自己对该知识点的理解。），程序截图，程序源码，其中设计思路和程序截图可写在同一个文档中，程序源码可以是.txt或.m 文件，并在源码中标注代码注释。另：题目中有GUI设计要求的部分占该题目分值的20%，功能实现部分占该题目分值的80%。 注：以下题目均用MATLAB完成。 大作业题目： 1、实现有限长序列的基本运算（包括：加法、乘法、累加、移位、翻褶、抽取、插值、卷积和），并以GUI的形式将这些运算整合起来，使用者可通过向GUI输入任意有限长序列得到对应的运算结果。（5分） 2、设计一个GUI，实现奈奎斯特采样定理，要求：1、在GUI中输入任意一个模拟信号，显示该模拟信号的时域和频域谱图；2、在GUI中设置任意采样频率，对输入的模拟信号进行采样处理，显示采样信号的时域和频域谱图； 3、在GUI中实现采样信号向模拟信号的恢复功能，要求显示恢复后的模拟信号的时域和频域谱图。（10分） 3、通过GUI动态展示z变换与s变换之间的所有关系。（5分） 4、设计一个GUI，通过向GUI输入任意系统函数，得到其对应系统的相关信息（包括：系统频率响应中的幅度响应和相位响应、系统零极点的分布、系统的稳定性判定）。（10分） 5、设计一个GUI，实现利用DFT（或FFT）完成任意时域信号的频谱分析，要求：1、可在GUI中输入时域数字或模拟信号；2、可设置DFT点数；3、在GUI中显示输入信号经DFT（或FFT）处理后的频谱图；3、若输入信号为模拟信号，需完成对该模拟信号的采样，采样频率可在GUI中设置。（10分） 6、在GUI中，实现IIR滤波器的直接型、级联型和并联型三种结构之间的任意转换，要求：在GUI中输入任意一型的系统函数后可在该GUI中显示出对应的另外两型的系统函数。（10分） 7、实现巴特沃斯样本模拟低通滤波器及其对应的数字低通滤波器的设计，以GUI的形式给出。要求：输入所需的模拟低通滤波器参数指标后，程序能将该指标转化为数字低通滤波器指标（在GUI中应能选择转化方式：冲激响应不变法、双线性变换法），并在GUI中显示出所给参数下巴特沃斯样本模拟低通滤波器及其对应的数字低通滤波器的频率响应中幅度响应的频谱图。（15分） 8、已知某组数字信号（见大作业数据压缩包中HWDATA.mat文件），该信号中除了目标信号之外还掺杂有强噪声，但噪声与目标信号的频率不重叠，要求采用本学期已学的知识对该信 2011年春季学期《传热学》（A 卷）答案 一．（10分）外直径为50mm 的蒸汽管道外表面温度为400℃，其外包裹有厚度为40mm 、导热系数为0.11W/(m·K)的矿渣棉。矿渣棉外又包有厚为45mm 的煤灰泡沫砖，导热系数为0.12W/(m·K)，煤灰泡沫砖外表面温度为50℃，试求通过每米长该保温层的热损失，并给出矿渣棉外表面温度。 解：由多层圆筒壁的导热热流量公式可知： () ()()13211322 2ln ln l t t d d d d πλλ-Φ= +（3分） 其中4001=t ℃,503=t ℃,1=l m,12350,130,220d mm d mm d mm === （2分） =1λ0.11W/(m·K),=2λ 0.12W/(m·K) 带入公式，可得：25.168=ΦW （1分） 设矿渣棉外表面温度为2t ，则由能量守恒定律可知： () ()12211 2ln l t t d d πλ-Φ= （3分），代入数据，可得：39.1672=t ℃（1分） 二．（10分）直径为12mm 、初始温度为1150K 的钢球，突然被放置于温度为325K 、表面传热系数为20W/(m 2·K)的空气中冷却。已知钢球的物性如下：λ=40W/(m·K)，ρ=7800kg/m 3，c=600J/(kg·K)。试确定钢球中心温度被冷却到400K 所需的时间？如果考虑辐射的影响，冷却时间应延长还是缩短？ 解：这是一个典型的非稳态热传导问题，先计算其毕渥数的大小： 1.0001.040 3006.020)/<=? = =λA V h Bi （， 故可以利用集总参数法计算此非稳态问题。（2分） 由公式： ??? ? ??-=--=∞∞τρθθcV hA t t t t exp 00 （4分） 可得：??? ? ??--- =∞∞ t t t t hA cV 0ln ρτ（1分） 代入数值，可得：21.1122=τs （1分） 如果考虑辐射的影响，则钢球的散热强度增强，冷却时间会缩短。（2分） 三、（10分）当流体为空气时，对横掠平板的强制对流换热进行实验测定，测得空 气温度相同时的结果如下： 当120m/s u =时，2150W/(m K)h =?； 航空技术创新与自然辩证法 院系航空科学与工程学院姓名XXX 学号SY1405XXX 任课教师叶山岭 上课地点主M101 2015年4月10日 目录 引言 (1) 1 马克思主义自然辩证法简介 (1) 2 技术创新的基本内涵 (2) 3 航空技术创新实例与哲学原理分析 (2) 3.1 航空飞行器的认识与发展论 (2) 3.2 航空研制技术中的对立和统一 (3) 3.3 唯物辩证法对航空技术创新的影响 (4) 4 结语 (4) 参考文献 (5) 航空技术创新与自然辩证法 摘要：在经济全球化的当今社会，科技创新对社会进步的推动作用越来越明显，技术创新能力成为一个国家综合实力最关键的体现，是当今社会活力的标志，关系到国家的可持续发展潜力。在我国航空工业从无到有，逐步强盛的发展过程中，理论和技术创新发挥了重要的作用，可以说中国航空工业的发展史就是一部自力更生的科技创新史。在技术创新的各项要素中，拥有创新思维是最基础也是最重要的，辩证唯物主义是把辩证法引入认识论，揭示了人类认识的本质及其发展规律，深入理解马克思主义自然辩证法有助于航空工作者掌握科学的思维方式，从而全面提高技术创新能力。 关键词：马克思主义；航空技术创新；自然辩证法 引言：科技创新是促进现代生产力发展的决定力量。技术创新的核心内容是科学技术的发明和创造，其直接结果是推动科学技术进步，提高社会生产力的发展水平，进而促进整个社会经济的快速增长。中国航空工业的发展历程深刻地体现了这一伟大的哲学思想。在科学技术快速发展的当今世界，只有不断开拓思路，加快技术创新的步伐，才能实现航空工业的可持续发展。技术创新不仅是知识的累积，更需要解放思想，转变思维方式，辩证唯物主义和认识论对于培养创新思维有着极其重要的指导意义。本文从实际出发，列举了几个航空技术创新的实例，分析了其中所体现的马克思主义哲学思想，以期今后能够更加主动地运用自然辩证法指导科研工作。 1、马克思主义自然辩证法和认识论简介[1] 马克思主义哲学是人类认识史上的伟大革命，自然辩证法是其最重要组成部分。自然辩证法实现了唯物主义与辩证法的统一，是用普遍联系与永恒发展来研究事物的本质，揭示了支配自然、社会和人类思维的最一般的规律。唯物辩证法的基本规律有三条：对立统一规律、质量互变规律和否定之否定规律。它们从不同的侧面揭示了事物的联系和发展。其中，对立统一规律是唯物辩证法的实质和核心，它揭示了事物发展的动力和源泉；质量互变规律揭示了事物发展的状态和形式；否定之否定规律揭示了事物发展的趋势和道路。 辩证唯物主义不仅揭示了世界的本质及其发展的一般规律，而且揭示了人类认识的本质及其发展规律。认识论就是研究认识的本质和过程及其发展规律的理论。辩证唯物主义认识论是以实践为基础的能动的、革命的反映论，是马克思主义哲学的重要组成部分。马克思主义认识论与它以前的认识论的本质区别是：它把科学的实践观引入认识论， 数字信号处理上机作业 学院：电子工程学院 班级：021215 组员： 实验一：信号、系统及系统响应 1、实验目的 (1) 熟悉连续信号经理想采样前后的频谱变化关系，加深对时域采样定理的理解。 (2) 熟悉时域离散系统的时域特性。 (3) 利用卷积方法观察分析系统的时域特性。 (4) 掌握序列傅里叶变换的计算机实现方法，利用序列的傅里叶变换对连续信号、离散信号及系统响应进行频域分析。 2、实验原理与方法 (1) 时域采样。 (2) LTI系统的输入输出关系。 3、实验内容及步骤 (1) 认真复习采样理论、离散信号与系统、线性卷积、序列的傅里叶变换及性质等有关内容，阅读本实验原理与方法。 (2) 编制实验用主程序及相应子程序。 ①信号产生子程序，用于产生实验中要用到的下列信号序列： a. xa(t)=A*e^-at *sin(Ω0t)u(t) b. 单位脉冲序列：xb(n)=δ(n) c. 矩形序列： xc(n)=RN(n), N=10 ②系统单位脉冲响应序列产生子程序。本实验要用到两种FIR系统。 a. ha(n)=R10(n); b. hb(n)=δ(n)+2.5δ(n-1)+2.5δ(n-2)+δ(n-3) ③有限长序列线性卷积子程序 用于完成两个给定长度的序列的卷积。可以直接调用MATLAB语言中的卷积函数conv。 conv 用于两个有限长度序列的卷积，它假定两个序列都从n=0 开始。调用格式如下： y=conv (x, h) 4、实验结果分析 ①分析采样序列的特性。 a. 取采样频率fs=1 kHz,，即T=1 ms。 b. 改变采样频率，fs=300 Hz，观察|X(e^jω)|的变化，并做记录(打印曲线)；进一步降低采样频率，fs=200 Hz，观察频谱混叠是否明显存在，说明原因，并记录(打印)这时的|X(e^j ω)|曲线。 程序代码如下： close all;clear all;clc; A=50; a=50*sqrt(2)*pi; m=50*sqrt(2)*pi; fs1=1000; fs2=300; fs3=200; T1=1/fs1; T2=1/fs2; T3=1/fs3; N=100; 机械动力学大作业 含弹性摆杆的铰链四杆机构动力学仿真 学号： 院系名称：机电工程学院 专业：机械工程 学生： 本次进行设计和分析的对象为平面铰链四杆机构，在Adams的环境下，通过对四杆机构进行建模以及运动仿真，绘制出摆杆的相关曲线图。为了形成有效的对比，先建立含有刚性摆杆的四杆机构，进行运动仿真，绘制出摆杆的相关曲线。再建立含有柔性摆杆的铰链四杆机构，所有参数设置均和刚性摆杆一样。考虑到弹性摇杆可能发生较大的形变，不利于观测，绘制摇杆运动曲线时选择摇杆的质心作为参考点。 在Adams中主要有三种方法创建柔性构件，第一种是将刚性构件离散化后采用柔性梁连接；第二种是直接将刚体替换为柔性体；第三种是运用有限元分析的方法建立柔性构件。本次建模，主要采用前两种方法建立柔性摆杆。运用有限元建立柔性构件，等以后再进行深入研究。同时两种方法建立的柔性杆可以形成对比。 通过本次设计，主要学习了Adams 软件建模以及运动仿真、图形处理、刚柔混合建模的操作方法，对自己也是一个很大锻炼和提升。设计的为平面曲柄摇杆机构。相关参数如： 曲柄长L=200mm，宽W=60mm,高D=30mm； 连杆长L=427mm,宽W=30mm,高D=20mm； 摇杆长L=403mm，宽W=40mm，高D=20mm； 机架长L=600mm，宽W=40mm，高D=20mm；曲柄角速度为40deg/sec。经过验证，最短杆长度加上最长杆长度小于中间两根杆的长度之和，满足曲柄存在的条件，且最长杆为机架，故为曲柄摇杆机构。 一、建模过程 1、建立四个标记点，这四个点依次连接就可以确定一个铰链四杆机构。 2、建立四根杆的模型 课程大作业 一在以下题目中任选一题： 1 从萨哈罗夫的呼吁谈科学家的社会责任 2 从奥本海默的浮沉谈科学和政治的关系 3 从李森科事件谈科学和民主的关系 4 从万尼瓦尔·布什的建议谈科学和社会的契约关系 5 斯诺命题和两种文化的融合 6 默顿的科学规范和现实 二大作业按论文格式撰写，包括：题名、摘要、关键词、正文和参考文献。正文部分不少于4000字。题名、摘要、关键词不需要译成英文。文末的参考文献必须严格按规范注写。 三大作业须提交纸版和电子版。纸版论文在最后一次课(第8周)上课时提交。各专业推选一位同学担任课代表，负责收齐电子版作业，将压缩后的文件夹以学院专业为文件名， 四严格遵守学术道德规范。正文中引用他人的观点、图、表、数据等均须注明出处，并按引用的先后顺序依次标注，出处在文末参考文献中按同样顺序列出，相同的文献使用相同的文献序号。 五纸版作业用A4纸双面打印，左侧装订。不需独立的封面页。首页左上角注明学院、专业、姓名和学号。 六如有特殊原因不能按时交作业，必须提前将缓交申请发送到上述电子邮箱，说明情况并告知本专业的课代表。经同意后，作业可缓两周提交。 七请各位同学协助完成一个小问卷调查，附在电子版作业的后面。感 谢各位协助我们改进“自然辩证法概论”的教学！ 注： 1 安德烈·萨哈罗夫(Andrei Dmitrievich Sakharov )，苏联核物理学家，在苏联研制氢弹的过程中扮演了重要的角色。1960年代开始活跃于政坛，反对核武器扩散，呼吁各国停止在地面进行核试验，也参和促成了部分禁止核试验条约在1963年的签署。1975年，获得诺贝尔和平奖。 2 罗伯特·奥本海默（J. Robert Oppenheimer），美国物理学家，曼哈顿计划的领导者。 3 特罗菲姆·邓尼索维奇·李森科（Trofim Denisovich Lysenko），苏联生物学家。 4 万尼瓦尔·布什(Vannevar Bush)，美国著名工程师、科学家。二战末，为回应罗斯福总统的咨询，组织专家学者写作《Science, The Endless Frontier》，该报告认为“基础研究是技术进步的先行官”，建议美国政府大力支持不以使用为目的的基础研究。 5 斯诺（Charles Percy Snow），英国学者。1959年，在剑桥大学发表了“两种文化和科学革命”的演讲。 6 默顿（Robert King Merton），美国科学社会学家，1942年撰文《论科学和民主》，提出科学的规范。 数字信号处理作业 哈尔滨工业大学 2006.10 DFT 习题 1. 如果)(~n x 是一个周期为N 的周期序列，那么它也是周期为N 2的周期序列。把)(~ n x 看作周期为N 的周期序列，令)(~ 1k X 表示)(~n x 的离散傅里叶级数之系数，再把)(~ n x 看作周期为N 2的周期序列，再令)(~ 2k X 表示)(~n x 的离散傅里叶级数之系数。当然，)(~ 1k X 是周期性的，周期为N ，而)(~ 2k X 也是周期性的，周期为N 2。试利用)(~ 1k X 确定)(~ 2k X 。（76-4） 2. 研究两个周期序列)(~ n x 和)(~ n y 。)(~ n x 具有周期N ,而)(~ n y 具有周期M 。序列 )(~n w 定义为)()()(~ ~~n y n x n w +=。 a. 证明)(~ n w 是周期性的，周期为MN 。 b. 由于)(~n x 的周期为N ，其离散傅里叶级数之系数)(~ k X 的周期也是N 。类似地， 由于)(~n y 的周期为M ，其离散傅里叶级数之系数)(~k Y 的周期也是M 。)(~ n w 的离散傅里叶级数之系数)(~ k W 的周期为MN 。试利用)(~ k X 和)(~ k Y 求)(~ k W 。（76-5） 3. 计算下列各有限长度序列DFT （假设长度为N ）: a. )()(n n x δ= b ．N n n n n x <<-=000)()(δ c ．10)(-≤≤=N n a n x n （78-7） 4. 欲作频谱分析的模拟数据以10千赫速率被取样，且计算了1024个取样的离散傅里叶变换。试求频谱取样之间的频率间隔，并证明你的回答。（79 -10） 服装中的传热学和建筑环境学 一、服装中的传热学 传热学是一门应用性极强的基础学科，是研究由温差引起的热量传递规律的科学。热量传递是自然界和生产技术中一种非常普遍的现象。在能源动力、化学工业、建筑工程、纺织服装等行业中存在着大量的热量传递问题，而且常常起着关键作用。传热学已经成为现代科学技术中充满活力的主要基础学科之一。 人体始终处于新陈代谢过程中，只要人的生命在运转就需要不断的能量输入和代谢产物的排出。皮肤是代谢产物排到外界环境的一个重要路径，人体通过皮肤排出的代谢废物有油脂、汗（显汗、潜汗）、废气，以及不可见的热量散发等。织物制成服装覆盖在人体皮肤的表面，对于代谢产物的排出就形成了一道天然屏障，较之裸露的皮肤而言，在一定程度上阻碍了代谢产物及热量从皮肤表面排到外界环境中，其中影响最显著的就是汗，废气及热量的传递与排出。由此可见，传热学对于研究分析热量与水汽在织物或服装的传递具有十分重要的基础理论意义。 热量传递有三种基本形式：导热、对流和热辐射。下面分别对它们在服装舒适性理论研究中的应用思路及设想进行阐述。 1导热 导热是指同一物体内部，或两个相互接触的物体之间无相对位移时，由于存在温度差Δt，而依靠分子、原子、自由电子等微观粒子的 热运动产生的热量传递过程。 导热是日常生活中经常可以看到和感觉到的现象。人体内部组织与皮肤之间的热能传递（不括血流传热，血液流动传热属于对流散热），皮肤与衣服及座椅之间的热交换，人体表面与其周围边界层空气之间的热交换等都是导热。 1．1 导热系数 导热系数是指单位温度梯度作用下，物体内所产生的热流密度。习惯上把导热系数小的材料称为保温材料。多孔性结构的材料由于内含导热系数相对较小的气体，所以常有较好的保温效果。服装是由纤维、纱线以及织物组成的多重意义上的多孔材料，如果设计合理的导热系数，将会对人体着装舒适性有重要意义。另外，多孔材料的λ受湿度影响较大，水的导热系数明显大于空气的导热系数，如果人体运动出汗时，面料由于吸水变湿，人体散发的热量不易导出将会导致人体感觉热而不适。 1．2稳态导热 稳态导热指物体的温度不随时间变化而变化的导热过程。服装覆盖在人体皮肤的表面，不可避免地与皮肤之间形成一定的空气层，既便是紧紧地贴伏在皮肤上，由于服装是多孔介质，表面凹凸不平，名义上互相接触的皮肤与织物表面实际接触仅发生在一些离散的面积元上。在未接触的界面之间的间隙充满了空气，热量以导热及辐射的方式穿过这些空气及织物层。在某一定环境条件下，人体皮肤维持在33℃的恒温，热量的传递是不变的，亦即在人体皮肤到服装之间的微 xxxx大学硕士研究生 《自然辩证法》课程论文 2015-2016学年第二学期 论文题目：控制科学与工程学科中科学研究方法探析 作者： 作者学号： 作者所在学院、专业： 论文评语： 【优秀】论文选题符合本课程要求，作者能够很好地结合专业实际对论题展开分析论述，逻辑结构严谨，论证充分，参考文献规范，具有较好的学术价值。教师签字： 【良好】论文选题符合本课程要求，作者能够结合专业实际对论题展开论述，逻辑结构比较严谨，论证比较合理，参考文献比较规范，具有一定的学术价值。教师签字： 【中等】论文选题符合该课程要求，有些段落之间具有一定的逻辑关系，语言比较流畅，论证具有一些合理性，标注了相对规范的参考文献。教师签字： 【及格】论文选题基本符合本课程要求，个别内容之间具有一定逻辑关系，资料较丰富，语言比较流畅，表明作者在论文上下了一些功夫，标注了参考文献。教师签字： 【不及格】论文选题基本符合课程要求，论文中资料比较多，但剽窃现象比较严重，治学态度不严谨，逻辑结构混乱，标注不规范，写作不认真。教师签字： 控制科学与工程学科中科学研究方法探析 (xxxx大学电气工程与自动化学院.xx xx xxxxxx) 摘要：控制科学与工程是研究控制的理论、方法、技术及其工程应用的学科。控制科学以控制论、系统论、信息论为基础，研究各应用领域内的共性问题，即为了实现控制目标，应如何建立系统的模型，分析其内部与环境信息，采取何种控制与决策行为；而与各应用领域的密切结合，又形成了控制工程丰富多样的内容。本文在阐述了控制科学与工程这门学的基本特征和发展现状的基础上，探析了学科中的科学的研究方法，并且对这门学科的发展趋势和展望做了阐述。 关键词：控制科学与工程；学科；研究方法 1引言 自动化是一门涉及学科较多、应用广泛的综合性科学技术。在我国研究生培养体系中,自动化对应的一级学科“控制科学与工程”下属有七个二级学科丹空制理论与控制工程”、“检测技术与自动装置”、“系统工程”、“模式识别与智能系统”、“导航、制导与控制”、“企业信息化系统与工程”和“生物信息学”。控制科学与工程对相关学科的发展起到了有力的推动作用,并在学科交叉与渗透中表现出突出的活力。例如:它与信息科学和计算机科学的结合开拓了知识工程和智能机器人领域。同时相邻学科如计算机、通信、微电子学和认知科学的发展也促进了控制科学与工程的新发展使控制科学与工程学科所涉及的研究领域不断扩大[1]。 2控制科学与工程学科的基本特征 控制科学与工程学科是一个覆盖面宽层次跨度大的学科，以控制论信息论系统论作为其方法论基础，其精髓是它的概念和方法，特别是作为其核心的模型控制反馈优化等概念和方法，几乎被应用于所有领域的科学研究中，与其他技术学科相比较，控制科学与工程学科具有更基础的性质，它的成果是通过其原理和方法在各应用领域中的物化来体现的，对于人们认识自然改造自然具有普遍的指导性，因此，对控制科学与工程这门学科中的研究方法的探析具有重要意义。 3我国控制科学与工程学科的现状 控制科学与工程学科经过几十年的发展,在诸多方面取得了一些重要的进步。控制理论以动态系统为主要研究对象。20世纪80年代以来计算机、网络和通信等信息技术的发展为现有的控制理论提供了广泛的应用空间,同时也带来了巨大的挑战捉使控制理论自身的发展也催生出新的学科增长点。控制理论方面在鲁棒控制、非线性控制、离散事件动态系统、量子控制等方面都取得了重要进展。随着20世纪40年代计算机的出现以及50年代人工智能的兴起,人们当然也希望 数字信号处理作业-答案 数字信号处理作业 DFT 习题 1. 如果)(~ n x 是一个周期为N 的周期序列，那么它也是周期为N 2的周期序列。把)(~ n x 看作周期为N 的周期序列，令)(~ 1 k X 表示)(~ n x 的离散傅里叶级数之系数，再把)(~ n x 看作周期为N 2的周期序列，再令)(~2 k X 表示)(~ n x 的离散傅里叶级数之系数。当然，)(~ 1 k X 是周期性的，周期为N ，而)(~ 2 k X 也是周期性的，周期为N 2。试利用)(~ 1k X 确定)(~ 2 k X 。（76-4） 2. 研究两个周期序列)(~ n x 和)(~ n y 。)(~ n x 具有周期N ,而)(~ n y 具有周期M 。序列)(~ n w 定义为)()()(~~ ~ n y n x n w +=。 a. 证明)(~ n w 是周期性的，周期为MN 。 b. 由于)(~ n x 的周期为N ，其离散傅里叶级数之系数)(~k X 的周期也是N 。类似地，由于)(~ n y 的周期为M ，其离散傅里叶级数之系数)(~ k Y 的周期也是M 。)(~n w 的离散傅里叶级数之系数)(~ k W 的周期为MN 。试利用)(~k X 和)(~k Y 求)(~ k W 。（76-5） 3. 计算下列各有限长度序列DFT （假设长度为N ）: a. )()(n n x δ= b ．N n n n n x <<-=0 0)()(δ c ．10)(-≤≤=N n a n x n （78-7） 4. 欲作频谱分析的模拟数据以10千赫速率被取样，且计算了1024个取样的离散傅里叶变换。试求频谱取样之间的频率间隔，并证明你的回答。（79 -10）数字信号处理实验作业
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