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北邮计算机仿真设计报告

北邮计算机仿真设计报告
北邮计算机仿真设计报告

计算机控制仿真课程设计

姓名

学院自动化学院

专业自动化专业

班级

学号 10212006(03)

10212012(09)

10212014(12)指导教师

2013年7月

目录

一、引言 (1)

1.1课程设计简介 (1)

1.2选题及小组分工 (1)

二、数字PID闭环直流电机调速控制系统的设计和仿真实现 (2)

2.1课程设计的基本理论知识 (2)

2.1.1 数字PID的控制算法 (2)

2.1.2 PID调节器参数对控制性能的影响 (4)

2.1.3 采样时间T的选择 (4)

2.2 课程设计的设计要求 (5)

2.3 课程设计的总体方案设计 (6)

2.4 课程的详细设计 (6)

2.4.1 模拟PID控制器的设计 (6)

1.4.2 数字PID控制器的设计 (9)

2.4.3 仿真结果分析 (12)

2.5调试Simulink仿真 (12)

2.5.1 当Kp变化时 (12)

2.5.2 当Ti变化,即Ki变化时 (14)

2.5.3 当Td变化,即Kd变化时 (18)

2.6设计总结 (21)

三、大林算法计算机控制系统设计及仿真实现 (21)

3.1 设计要求 (21)

3.2 总体方案设计 (22)

3.3 基本理论知识 (22)

3.4 详细设计 (25)

3.5 调试Simulink仿真 (26)

四、二阶弹簧—阻尼系统的PID控制器设计及其参数整定 (30)

4.1 设计要求 (30)

4.2 总体方案设计 (31)

4.3 基本理论知识 (31)

4.4 详细设计 (34)

4.5 分析与总结 (40)

五、二阶系统串联校正装置的设计与分析 (40)

5.1 设计要求 (40)

5.2 基本理论知识 (40)

5.3 详细设计 (42)

5.4 调试Simulink仿真 (45)

5.5 设计总结 (46)

六、单级倒立摆的最优控制器设计 (47)

6.1 设计要求 (47)

6.2 总体方案设计 (47)

6.3 基本理论知识 (48)

6.4 详细设计 (49)

6.6 调试Simulink仿真 (56)

6.6 设计总结 (57)

参考文献 (58)

一、引言

1.1课程设计简介

计算机仿真技术是一种借助高速、大存储量数字计算机及相关技术,对复杂真实系统的运行过程或状态进行数字化模拟的技术。随着技术的发展,计算机仿真的应用领域越来越广,在通信,控制,航天等领域得到了广泛的应用。

MATLAB是一套高性能的数值计算和可视化软件,它集数值分析、矩阵运算和图形显示于一体,构成了一个方便的界面友好的用户环境。由控制领域专家推出的MATLAB工具箱之一的控制系统(Control System),在控制系统计算机辅助分析与设计方面获得了广泛的应用,并且MATLAB工具箱的内容还在不断增加,应用范围也越来越宽。控制系统的分析与设计方法,不论是古典的还是现代的,都是以数学模型为基础进行的。MATLAB可以用于以传递函数形式描述的控制系统。

在本文中,我们将以数字PID闭环直流电机调速控制系统的设计和仿真实现、大林算法计算机控制系统设计、二阶弹簧—阻尼系统的PID控制器设计及其参数整定、二阶系统串联校正装置的设计与分析、单级倒立摆的最优控制器设计为例,说明如何使用MATLAB进行辅助分析。Simulink仿真、计算传递函数零极点、计算闭环系统对单位阶跃输入的响应等等,都会有所涉及。

1.2选题及小组分工

1.2.1选题

选题:第一题:数字PID闭环直流电机调速控制系统的设计和仿真实现第三题:大林算法计算机控制系统

第四题:二阶弹簧—阻尼系统的PID控制器设计及其参数整定

第五题:二阶系统串联校正装置的设计与分析

第六题:单级倒立摆的最优控制器设计

1.2.2分工

分工:组长 10212006 负责第一、六题;

组员 10212014 负责第三、四题;

10212012 负责第五题。

二、数字PID闭环直流电机调速控制系统的设计和仿真实现

2.1课程设计的基本理论知识

2.1.1 数字PID的控制算法

在模拟调节系统中,PID算法的表达式为:

式中:

—调节器的输出信号;

—调节器输入的偏差信号,它等于测量值与给定值之差;

—调节器的比例系数;

—调节器的时间积分常数;

—调节器的时间微分常数。

对上式进行离散化,用数字形式的差分方程代替连续系统的微分方程,此时积分项和微分项可用求和及增量式表示:

式中:

—采样周期;

e(k)—第k次采样时的偏差值;

e(k-1)—第k-1次采样时的偏差值;

k—采样序号,k=0,1,2···

u(k)—第k次采样时调节器的输出。

则有:

上面两式相减:

式中:

—积分系数;

—微分系数。

位置式PID控制算法:

图2-1 位置式PID控制算法结构框图增量式PID控制算法

图2-2 增量式PID控制算法结构框图

2.1.2 PID调节器参数对控制性能的影响

1、不同Kp对控制性能的影响

(1) 对动态性能的影响

比例控制参数Kp加大,使系统的动作灵敏,速度加快;Kp偏大,振荡次数加多,调节时间加长;当Kp太大时,系统会趋于不稳定;若Kp太小,又会使系统的动作缓慢。

(2) 对稳态性能的影响

加大比例控制系数Kp,在系统稳定的情况下,可以减小稳态误差提高控制精度,却不能完全消除稳态误差。

2、积分控制参数TI对控制性能的影响

(1) 对动态性能的影响

积分控制参数TI通常使系统的稳定性下降。TI太小系统将不稳定,TI偏小,振荡次数较多,TI太大,对系统性能的影响减少。

(2) 对稳态性能的影响

积分控制参数TI能消除系统的稳态误差,提高控制系统的控制精度。但TI 太大时,积分作用呆太弱,以至不能减少稳态误差。

3、微分控制参数TD对控制性能的影响

微分控制可以改善动态特性,如超调量减少,调节时间缩短,允许加大比例控制,使稳态误差减小,提高控制精度。当TD偏大时,超调量较大,当TD偏小时,超调量也较大,调节时间也较长。

2.1.3 采样时间T的选择

(1)T越小,随动性和抗干扰性能越好。

(2)必须满足采样定理的要求,对于随动系统,为系统的开环截止频率。若单路采样时间为,则采样周期,N为测量控制回路数。

(3)选择采样周期T太小,将使微分积分作用不明显。

(4)快速系统的T应取小,反之,T可取大些。

(5)执行机构动作惯性大时,T应取大些。

2.2 课程设计的设计要求

已知某晶闸管直流单闭环调速系统的转速控制器选用PID控制器,结构如图1-3所示。

图2-3 某晶闸管直流单闭环调速系统结构框图

要求:

1、运用MATLAB/Simulink 软件对控制系统进行建模并对模块进行参数设置;

2、封装PID模块的控制图;

3、使用期望特性法来确定Kp、Ti、Td以及采样周期T,期望系统对应的闭环特征根为:-300,-300,-30+j30和-30-j30,观察其单位阶跃响应曲线,得出仿真结果并进行仿真分析;

4、记录在改变PID控制某一控制参数(比例系数或积分系数或微分系数)时,该系统对应的阶跃响应曲线的变化,并观察阐述发生这种变化的规律;

5、总结P、I、D控制参数的改变对系统控制效果的影响。

2.3 课程设计的总体方案设计

首先,运用MATLAB/Simulink软件对控制系统进行建模并对模块进行参数设置,然后使用期望特性法来确定Kp、Ti、Td以及采样周期T,得到期望系统对应的闭环特征根,最后通过改变PID的某一个参数,观察此参数变化对系统的影响。

2.4 课程的详细设计

2.4.1 模拟PID控制器的设计

假设PID控制器的传递函数为:

闭环系统的传递函数为:

希望的闭环极点为-300,-300,-30+j30,-30-j30,得到的期望特征方程为:

两极点方程对应项系数相等,可解得:

1、设计框图

封装PID模块的控制图如图2-5所示

图2-5 封装PID模块的控制图2、系统仿真

期望的系统的参数设置如图2-6所示:

图2-6 期望的系统的参数设置仿真结果如图2-7所示:

图2-7 仿真结果

超调量为:6.82% 上升时间:0.0121s 调节时间:0.0784s

1.4.2 数字PID控制器的设计

位置式PID控制算法:

两式相减,得:

式中

—积分系数;

—微分系数。

由前面算得:

由经验法得到T为0.002s,则:

1、设计框图

封装PID模块的控制图如图2-9所示:

图2-9封装PID模块的控制图

2、系统仿真

期望的系统的参数设置如图2-10所示:

图2-10 期望的系统的参数设置

仿真结果如图2-11所示:

图2-11 仿真结果

超调量为,调节时间,上升时间。

2.4.3 仿真结果分析

根据仿真结果,我们可以得到数字PID控制器控制的系统输出,超调量为,调节时间,上升时间。系统可快速达到稳态,但是相对于模拟PID控制器的输出,系统的快速性、稳定性均有一定程度的降低。

2.5调试Simulink仿真

2.5.1 当Kp变化时

当Kp=1时:

图2-12 当Kp=1时的仿真结果

超调量:27.5% 上升时间:1.02s 调节时间:0.85s,。

当Kp=8时:

图2-13 当Kp=8时的仿真结果超调量:88.7% 上升时间:1.017s 调节时间:4.5s

当Kp=15时:

图2-14 当Kp=15时的仿真结果此时系统已不稳定

结论:

比例系数只改变系统的增益,对系统的影响主要反映在系统的稳态误差和稳定性上。比例系数KP太小,系统动作缓慢,增大比例系数可提高系统的开环增益,减小系统的稳态误差,提高响应速度但会降低系统的相对稳定性,过大的比例系数会使系统有比较大的超调,并产生震荡,使稳定性变差。

2.5.2 当Ti变化,即Ki变化时

当Ki=1时:

图2-15 当Ki=1时的仿真结果

超调量:45.75% 上升时间:0.017s 调节时间:9.997s

当Ki=10时:

图2-16 当Ki=10时的仿真结果超调量:45.29% 上升时间:0.0165s 调节时间:2.9s

当Ki=50时:

图2-17 当Ki=60时的仿真结果超调量:48.86% 上升时间:0.0171s 调节时间:0.5s

当Ki=100时:

图2-18 当Ki=100时的仿真结果

超调量:56.85% 上升时间:0.017s 调节时间:0.35s

当Ki=200时:

超调量:69.93% 上升时间:0.0175s 调节时间:0.4s

当Ki=400时:

图2-20 当Ki=400时的仿真结果超调量:96.81% 上升时间:0.0175s 调节时间:0.4s

当Ki=500时:

图2-21 当Ki=500时的仿真结果超调量:110% 上升时间:0.0175s 调节时间:0.4s

计算机仿真课程设计报告

、 北京理工大学珠海学院 课程设计任务书 2010 ~2011 学年第 2学期 学生姓名:林泽佳专业班级:08自动化1班指导教师:钟秋海工作部门:信息学院一、课程设计题目 : 《控制系统建模、分析、设计和仿真》 本课程设计共列出10个同等难度的设计题目,编号为:[0号题]、[1号题]、[2号题]、[3号题]、[4号题]、[5号题]、[6号题]、[7号题]、[8号题]、[9号题]。 学生必须选择与学号尾数相同的题目完成课程设计。例如,学号为8xxxxxxxxx2的学生必须选做[2号题]。 二、课程设计内容 (一)《控制系统建模、分析、设计和仿真》课题设计内容|

! " [2 有波纹控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。具体要求见(二)。 (二)《控制系统建模、分析、设计和仿真》课题设计要求及评分标准【共100分】 , 1、求被控对象传递函数G(s)的MATLAB描述。(2分) 2、求被控对象脉冲传递函数G(z)。(4分) 3、转换G(z)为零极点增益模型并按z-1形式排列。(2分) 4、确定误差脉冲传递函数Ge(z)形式,满足单位加速度信号输入时闭环稳态误差为零和实际 闭环系统稳定的要求。(6分) 5、确定闭环脉冲传递函数Gc(z)形式,满足控制器Dy(z)可实现、最少拍和实际闭环系统稳 定的要求。(8分)

6、根据4、5、列写方程组,求解Gc(z)和Ge(z)中的待定系数并最终求解Gc(z)和Ge(z) 。 (12分) 7、求针对单位加速度信号输入的最少拍有波纹控制器Dy(z)并说明Dy(z)的可实现性。 (3分) ! 8、用程序仿真方法分析加速度信号输入时闭环系统动态性能和稳态性能。(7分) 9、用图形仿真方法(Simulink)分析单位加速度信号输入时闭环系统动态性能和稳态性能。 (8分) 10、确定误差脉冲传递函数Ge(z)形式,满足单位速度信号输入时闭环稳态误差为零和实际 闭环系统稳定的要求。(6分) 11、确定闭环脉冲传递函数Gc(z)形式,满足控制器Dw(z)可实现、无波纹、最少拍和实际 闭环系统稳定的要求。(8分) 12、根据10、11、列写方程组,求解Gc(z)和Ge(z)中的待定系数并最终求解Gc(z)和Ge(z) 。 (12分) 13、求针对单位速度信号输入的最少拍无波纹控制器Dw(z)并说明Dw(z)的可实现性。(3分) 14、用程序仿真方法分析单位速度信号输入时闭环系统动态性能和稳态性能。(7分) 15、用图形仿真方法(Simulink)分析单位速度信号输入时闭环系统动态性能和稳态性能。 & (8分) 16、根据8、9、14、15、的分析,说明有波纹和无波纹的差别和物理意义。(4分) 三、进度安排 6月13至6月14:下达课程设计任务书;复习控制理论和计算机仿真知识,收集资料、熟悉仿真工具;确定设计方案和步骤。 6月14至6月16:编程练习,程序设计;仿真调试,图形仿真参数整定;总结整理设计、 仿真结果,撰写课程设计说明书。 6月16至6月17:完成程序仿真调试和图形仿真调试;完成课程设计说明书;课程设计答 辩总结。 [ 四、基本要求

课程设计实验报告 北邮

课程设计实验报告 -----物联网实验 学院:电子工程学院班级:2011211204 指导老师:赵同刚

一.物联网概念 物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网的英文名称叫“The Internet of things”。顾名思义,物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网的基础上延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间,进行信息交换和通信。因此,物联网的定义是:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物体与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 二.物联网作用 现有成熟的主要应用包括: —检测、捕捉和识别人脸,感知人的身份; —分析运动目标(人和物)的行为,防范周界入侵; —感知人的流动,用于客流统计和分析、娱乐场所等公共场合逗留人数预警; —感知人或者物的消失、出现,用于财产保全、可疑遗留物识别等; —感知和捕捉运动中的车牌,用于非法占用公交车道的车辆车牌捕捉; —感知人群聚集状态、驾驶疲劳状态、烟雾现象等各类信息。 三.物联网无线传感(ZigBee)感知系统 ZigBee是一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度的无线网络技术。ZigBee在整个协议栈中处于网络层的位置,其下是由IEEE 802.15.4规范实现PHY(物理层)和MAC(媒体访问控制层),对上ZigBee提供了应用层接口。 ZigBee可以组成星形、网状、树形的网络拓扑,可用于无线传感器网络(WSN)的组网以及其他无线应用。ZigBee工作于2.4 GHz的免执照频段,可以容纳高达65 000个节点。这些节点的功耗很低,单靠2节5号电池就可以维持工作6~24个月。除此之外,它还具有很高的可靠性和安全性。这些优点使基于ZigBee的WSN广泛应用于工业控制、消费性电子设备、汽车自动化、家庭和楼宇自动化、医用设备控制等。 ZigBee的基础是IEEE802.15.4,这是IEEE无线个人区域网工作组的一项标准,被称作IEEE802.15.4(ZigBee)技术标准。ZigBee不仅只是802.15.4的名字。IEEE仅处理低级MAC

计算机仿真技术与CAD习题答案

第0章绪论 0-1 什么是仿真?它所遵循的基本原则是什么? 答: 仿真是建立在控制理论、相似理论、信息处理技术和计算机技术等理论基础之上的,以计算机和其他专用物理效应设备为工具,利用系统模型对真实或假想的系统进行试验,并借助专家经验知识、统计数据和信息资料对试验结果进行分析和研究,进而做出决策的一门综合性的试验性科学。 它所遵循的基本原则是相似原理。 0-2 仿真的分类有几种?为什么? 答: 依据相似原理来分:物理仿真、数学仿真和混合仿真。 物理仿真:就是应用几何相似原理,制作一个与实际系统相似但几何尺寸较小或较大的物理模型(例如飞机模型放在气流场相似的风洞中)进行实验研究。 数学仿真:就是应用数学相似原理,构成数学模型在计算机上进行研究。它由软硬件仿真环境、动画、图形显示、输出打印设备等组成。 混合仿真又称数学物理仿真,它是为了提高仿真的可信度或者针对一些难以建模的实体,在系统研究中往往把数学仿真、物理仿真和实体结合起来组成一个复杂的仿真系统,这种在仿真环节中有部分实物介入的混合仿真也称为半实物仿真或者半物理仿真。 0-3 比较物理仿真和数学仿真的优缺点。 答: 在仿真研究中,数学仿真只要有一台数学仿真设备(如计算机等),就可以对不同的控制系统进行仿真实验和研究,而且,进行一次仿真实验研究的准备工作也比较简单,主要是受控系统的建模、控制方式的确立和计算机编程。数学仿真实验所需的时间比物理仿真大大缩短,实验数据的处理也比物理仿真简单的多。 与数学仿真相比,物理仿真总是有实物介入,效果直观逼真,精度高,可信度高,具有实时性与在线性的特点;但其需要进行大量的设备制造、安装、接线及调试工作,结构复杂,造价较高,耗时过长,灵活性差,改变参数困难,模型难以重用,通用性不强。 0-4 简述计算机仿真的过程。 答: 第一步:根据仿真目的确定仿真方案 根据仿真目的确定相应的仿真结构和方法,规定仿真的边界条件与约束条件。 第二步:建立系统的数学模型 对于简单的系统,可以通过某些基本定律来建立数学模型。而对于复杂的系统,则必须利用实验方法通过系统辩识技术来建立数学模型。数学模型是系统仿真的依据,所以,数学模型的准确性是十分重要。

计算机仿真与建模实验报告

中南大学 计算机仿真与建模 实验报告 题目:理发店的服务过程仿真 姓名:XXXX 班级:计科XXXX班 学号:0909XXXX 日期:2013XXXX

理发店的服务过程仿真 1 实验案例 (2) 1.1 案例:理发店系统研究 (2) 1.1.1 问题分析 (3) 1.1.2 模型假设 (3) 1.1.3 变量说明 (3) 1.1.4 模型建立 (3) 1.1.5 系统模拟 (4) 1.1.6 计算机模拟算法设计 (5) 1.1.7 计算机模拟程序 (6) 1实验案例 1.1 案例:理发店模拟 一个理发店有两位服务员A和B顾客随机地到达该理发店,每分钟有一个顾客到达和没有顾客到达的概率均是1/2 , 其中60%的顾客理发仅用5分钟,另外40%的顾客用8分钟. 试对前10分钟的情况进行仿真。 (“排队论”,“系统模拟”,“离散系统模拟”,“事件调度法”)

1.1.1 问题分析 理发店系统包含诸多随机因素,为了对其进行评判就是要研究其运行效率, 从理发店自身利益来说,要看服务员工作负荷是否合理,是否需要增加员工等考 虑。从顾客角度讲,还要看顾客的等待时间,顾客的等待队长,如等待时间过长 或者等待的人过多,则顾客会离开。理发店系统是一个典型的排队系统,可以用 排队论有关知识来研究。 1.1.2 模型假设 1. 60%的顾客只需剪发,40%的顾客既要剪发,又要洗发; 2. 每个服务员剪发需要的时间均为5分钟,既剪发又洗发则花8分钟; 3. 顾客的到达间隔时间服从指数分布; 4. 服务中服务员不休息。 1.1.3 变量说明 u :剪发时间(单位:分钟),u=5m ; v: 既剪发又理发花的时间(单位:分钟),v=8m ; T : 顾客到达的间隔时间,是随机变量,服从参数为λ的指数分布,(单位: 分钟) T 0:顾客到达的平均间隔时间(单位:秒),T 0=λ 1; 1.1.4 模型建立 由于该系统包含诸多随机因素,很难给出解析的结果,因此可以借助计算机 模拟对该系统进行模拟。 考虑一般理发店的工作模式,一般是上午9:00开始营业,晚上10:00左 右结束,且一般是连续工作的,因此一般营业时间为13小时左右。 这里以每天运行12小时为例,进行模拟。 这里假定顾客到达的平均间隔时间T 0服从均值3分钟的指数分布, 则有 3小时到达人数约为603 603=?人, 6小时到达人数约为1203 606=?人, 10小时到达人数约为2003 6010=?人, 这里模拟顾客到达数为60人的情况。 (如何选择模拟的总人数或模拟总时间)

Simulink系统仿真课程设计

《信息系统仿真课程设计》 课程设计报告 题目信息系统课程设计仿真 院(系): 信息科学与技术工程学院 专业班级:通信工程1003 学生姓名: 学号: 指导教师:吴莉朱忠敏 2012年1 月14 日至2012年1 月25 日 华朴中科技大学武昌分校制 信息系统仿真课程设计任务书

20 年月日 目录 摘要 (5)

一、Simulink 仿真设计 (6) 1.1 低通抽样定理 (6) 1.2 抽样量化编码 (9) 二、MATLA仿真设计 (12) 2.1 、自编程序实现动态卷积 (12) 2.1.1 编程分析 (12) 2.1.2 自编matlab 程序: (13) 2.1.3 仿真图形 (13) 2.1.4 仿真结果分析 (15) 2.2 用双线性变换法设计IIR 数字滤波器 (15) 2.2.1 双线性变换法的基本知识 (15) 2.2.2 采用双线性变换法设计一个巴特沃斯数字低通滤波器 (16) 2.2.3 自编matlab 程序 (16) 2.2.4 仿真波形 (17) 2.2.5 仿真结果分析 (17) 三、总结 (19) 四、参考文献 (19) 五、课程设计成绩 (20) 摘要 Matlab 是一种广泛应用于工程设计及数值分析领域的高级仿真平台。它功能

强大、简单易学、编程效率高,目前已发展成为由MATLAB 语言、MATLAB 工作环境、MATLAB 图形处理系统、MATLAB 数学函数库和MATLAB 应用程序接口五大部分组成的集数值计算、图形处理、程序开发为一体的功能强大的系统。本次课程设计主要包括MATLAB 和SIMULINKL 两个部分。首先利用SIMULINKL 实现了连续信号的采样及重构,通过改变抽样频率来实现过采样、等采样、欠采样三种情况来验证低通抽样定理,绘出原始信号、采样信号、重构信号的时域波形图。然后利用SIMULINKL 实现抽样量化编码,首先用一连续信号通过一个抽样量化编码器按照A 律13折线进量化行,观察其产生的量化误差,其次利用折线近似的PCM 编码器对一连续信号进行编码。最后利用MATLAB 进行仿真设计,通过编程,在编程环境中对程序进行调试,实现动态卷积以及双线性变换法设计IIR 数字滤波器。 本次课程设计加深理解和巩固通信原理、数字信号处理课上所学的有关基本概念、基本理论和基本方法,并锻炼分析问题和解决问题的能力。

计算机网络课程设计实验报告

校园网的组建与应用 摘要: 本文针对实验室的设备环境,对校园网的组网方式进行了研究和模拟,并最终提出了一套完整的校园网组网方案。 实验中我们对路由器、交换机等组网基础设备进行了认真的研究。关于路由器,我们实现了本地基本配置,并分别使用路由器的串口和以太网口实现了不同网段的网络互联,对路由器静态及动态路由机制进行了探究。关于交换机,我们实现了VLAN的划分以及不同VLAN间的相互通信,对广播风暴现象的产生原理及解决方案进行了特定的实验。综合两者的功能,我们对多种网络拓扑结构进行了分析,讨论和改进。最后通过实验和模拟提出了一套完整的校园网组建方案。 在此方案中,我们在实现了网络互通的情况下,我们进行了IP地址的划分,IP地址利用DHCP进行自动分配。并根据模拟实际,对不同的主机进行VLAN划分,同时保证不同VLAN间的相互访问与特定VLAN的保护与单向访问。同时构建内部防火墙保证校园网与外部的安全访问。构建了完整可靠的网络之后,依据校园网的功能和服务需求,我们搭建了FTP服务器,用于提供基础的网络服务。 限于实验室条件的限制,我们的方案并不是完全能够适用于现实的。但是,通过实验使我们对校园网乃至更大的网络有了更加深刻的了解。

目录

一、前言 随着信息的调整膨胀,全球信息已经进入以计算机网络为核心的时代。作为科技先导的教育行业,计算机校园网已是教育进行科研和现代化管理的重要手段。近几年、校园网已经取得很大的发展,中国教育科研网投入运营,全国多所高校校园网络开通联网。 随着学校教育手段的现代化,很多学校已经逐渐开始将学校的管理和教学过程向电子化方向发展,校园网的有无以及水平的高低也将成为评价学校及学生选择学校的新的标准之一,此时,校园网上的应用系统就显得尤为重要。一方面,学生可以通过它在促进学习的同时掌握丰富的计算机及网络信息知识,毫无疑问,这是学生综合素质中极为重要的一部分;另一方面,基于先进的网络平台和其上的应用系统,将极大的促进学校教育的现代化进程,实现高水平的教学和管理。 学校目前正加紧对信息化教育的规划和建设。开展的校园网络建设,旨在推动学校信息化建设,其最终建设目标是将建设成为一个借助信息化教育和管理手段的高水平的智能化、数字化的教学园区网络,最终完成统一软件资源平台的构建,实现统一网络管理、统一软件资源系统,并保证将来可扩展骨干网络节点互联带宽为10G,为用户提供高速接入网络,并实现网络远程教学、在线服务、教育资源共享等各种应用;利用现代信息技术从事管理、教学和科学研究等工作。最终达到在网络方面,更好的对众多网络使用及数据资源的安全控制,同时具有高性能,高效率,不间断的服务,方便的对网络中所有设备和应用进行有效的时事控制和管理。 二、综述 2.1 概述 从物理意义上来说,校园网就是一种局域网。校园网是各类型网络中一大分支,有着非常广泛的应用及代表性。作为新技术的发祥地,学校、尤其是高等院校,和网络的关系是密不可分的。作为“高新技术孵化器”的高校,是知识、人才的高地,资源十分丰富,比其他行业更渴求网络新技术、网络新应用,

交通仿真实验报告

交通仿真实验报告 篇一:交通仿真实验报告 目录 1 上机性质与目的.................................. 2 2 上机内容....................................... 2 3 交叉口几何条件、信号配时和交通流数据描述.......... 3 3.1 交叉口几何数据................................ 3 3.2 交叉口信号配时系统............................ 3 3.3 交叉口交通流数据.............................. 4 4 交叉口交通仿真.................................. 4 4.1 交通仿真步骤.................................. 4 4.2 二维输出..................................... 13 4.3 3D输出...................................... 14 5 仿真结果分析................................... 15 6 实验总结和体会 (15) 实验上机名称:信号交叉口仿真 1 上机性质与目的 本实验属于计算机仿真实验,借助仿真系统模拟平面信号交叉口场景,学生将完成从道路条件设计到信号相位配置等一系列仿真实验。 实验目的: 1. 了解平面信号交叉口在城市交通中的地位; 2. 了解平面信号交叉口的主要形式、规模等基本情况; 3. 了解交叉口信号相位配时及对交叉口通行能力的影响;

计算机仿真实验-基于Simulink的简单电力系统仿真

实验七 基于Simulink 的简单电力系统仿真实验 一. 实验目的 1) 熟悉Simulink 的工作环境及SimPowerSystems 功能模块库; 2) 掌握Simulink 的的powergui 模块的应用; 3) 掌握发电机的工作原理及稳态电力系统的计算方法; 4)掌握开关电源的工作原理及其工作特点; 5)掌握PID 控制对系统输出特性的影响。 二.实验内容与要求 单机无穷大电力系统如图7-1所示。平衡节点电压0 44030 V V =∠? 。负荷功率10L P kW =。线路参数:电阻1l R =Ω;电感0.01l L H =。发电机额定参数:额定功率100n P kW =;额定电压440 3 n V V =;额定励磁电流 70 fn i A =;额定频率50n f Hz =。发电机定子侧参数:0.26s R =Ω, 1 1.14 L mH =,13.7 md L mH =,11 mq L mH =。发电机转子侧参数:0.13f R =Ω,1 2.1 fd L mH =。发电机阻尼绕组参数:0.0224kd R =Ω, 1 1.4 kd L mH =,10.02kq R =Ω,11 1 kq L mH =。发电机转动惯量和极对数分别 为224.9 J kgm =和2p =。发电机输出功率050 e P kW =时,系统运行达到稳态状态。在发电机输出电磁功率分别为170 e P kW =和2100 e P kW =时,分析发电机、平衡节点电源和负载的电流、电磁功率变化曲线,以及发电机转速和功率角的变化曲线。

G 发电机节点 V 负 荷 l R l L L P 图 7.1 单机无穷大系统结构图 输电线路 三.实验步骤 1. 建立系统仿真模型 同步电机模块有2个输入端子、1个输出端子和3个电气连接端子。模块的第1个输入端子(Pm)为电机的机械功率。当机械功率为正时,表示同步电机运行方式为发电机模式;当机械功率为负时,表示同步电机运行方式为电动机模式。在发电机模式下,输入可以是一个正的常数,也可以是一个函数或者是原动机模块的输出;在电动机模式下,输入通常是一个负的常数或者是函数。模块的第2个输入端子(Vf)是励磁电压,在发电机模式下可以由励磁模块提供,在电动机模式下为一个常数。 在Simulink仿真环境中打开Simulink库,找出相应的单元部件模型,构造仿真模型,三相电压源幅值为4403,频率为50Hz。按图连接好线路,设置参数,建立其仿真模型,仿真时间为5s,仿真方法为ode23tb,并对各个单元部件模型的参数进行修改,如图所示。

matlab课程设计报告书

《计算机仿真及应用》课程设计报告书 学号:08057102,08057127 班级:自动化081 姓名陈婷,万嘉

目录 一、设计思想 二、设计步骤 三、调试过程 四、结果分析 五、心得体会 六、参考文献

选题一、 考虑如下图所示的电机拖动控制系统模型,该系统有双输入,给定输入)(t R 和负载输入)(t M 。 1、 编制MATLAB 程序推导出该系统的传递函数矩阵。 2、 若常系数增益为:C 1=Ka =Km =1,Kr =3,C2=0.8,Kb =1.5,时间常数T 1=5, T 2=0.5,绘制该系统的根轨迹、求出闭环零极点,分析系统的稳定性。若)(t R 和)(t M 分别为单位阶跃输入,绘制出该系统的阶跃响应图。(要求C 1,Ka ,Km ,Kr ,C2,Kb , T 1,T 2所有参数都是可调的) 一.设计思想 题目分析: 系统为双输入单输出系统,采用分开计算,再叠加。 要求参数均为可调,而matlb 中不能计算未赋值的函数,那么我们可以把参数设置为可输入变量,运行期间根据要求赋值。 设计思路: 使用append 命令连接系统框图。 选择‘参数=input('inputanumber:')’实现参数可调。 采用的方案: 将结构框图每条支路稍作简化,建立各条支路连接关系构造函数,运行得出相应的传递函数。 在得出传递函数的基础上,使用相应的指令求出系统闭环零极点、画出其根轨迹。 通过判断极点是否在左半平面来编程判断其系统是否稳定。 二.设计步骤 (1)将各模块的通路排序编号

(2)使用append命令实现各模块未连接的系统矩阵 (3)指定连接关系 (4)使用connect命令构造整个系统的模型 三.调试过程 出现问题分析及解决办法: 在调试过程出现很多平时不注意且不易寻找的问题,例如输入的逗号和分号在系统运行时不支持中文格式,这时需要将其全部换成英文格式,此类的程序错误需要细心。 在实现参数可调时初始是将其设为常量,再将其赋值进行系统运行,这样参数可调性差,后用‘参数=input('inputanumber:')’实现。 最后是在建立通路连接关系时需要细心。 四.结果分析 源代码: Syms C1 C2 Ka Kr Km Kb T1 T2 C1=input('inputanumber:') C2=input('inputanumber:') Ka=input('inputanumber:') Kr=input('inputanumber:') Km=input('inputanumber:') Kb=input('inputanumber:') T1=input('inputanumber:') T2=input('inputanumber:') G1=tf(C1,[0 1]); G2=tf(Ka*Kr,[0 1]); G3=tf(Km,[T1 1]); G4=tf(1,[T2 1]); G5=tf(1,[1 0]); G6=tf(-C2,1); G7=tf(-Kb,1); G8=tf(-1,1); Sys=append(G1,G2,G3,G4,G5,G6,G7,G8) Q=[1 0 0;2 1 6;3 2 7;4 3 8;5 4 0;6 5 0;7 4 0;8 0 0;]; INPUTS1=1; OUTPUTS=5; Ga=connect(Sys,Q,INPUTS1,OUTPUTS) INPUTS2=8; OUTPUTS=5; Gb=connect(Sys,Q,INPUTS2,OUTPUTS) rlocus(Ga)

北邮电路综合实验报告——串行口数据传输的仿真及硬件实现

北京邮电大学 信息与通信工程学院 电路综合实验报告 串行口数据传输的仿真及硬件实现 姓名: 学号: 班内序号: 班级: 指导老师: 日期:2014年10月10日

摘要: 本实验模拟了现代数字逻辑电路中的数据传输过程。使用连续的代表0、1的高低电平作为数字信号,将该数字信号从输出端发送到接收端,并分别用串行、并行两种方式进行锁存,检测。本实验模拟了序列信号的发生装置、串并转换装置、串行并行两种方式的检测装置、锁存输出和控制电路,实现了一个简单的串行口数据传输模型。在此试验中,通过对常见芯片的组合实现功能,将一串由0、1组成的数字信号进行传输、转换、检测,使之显示在数码管上成为可读信息。并且,还实现了对此电路显示的控制,使数码管在满足条件的情况下才点亮。在实验中,还使用了Qua rtusⅡ对设计的电路进行了仿真模拟。 关键字: 数据传输、串并转换、数据检测、QuartusII Abstract: This experiment simulated data transfer in modern digital logic circuit. Digital signal was transferred from the output terminal to the receiving end, which was consisted of

continuous high or low level represent 0 and 1 as digital signal, and latch, test it through serial or parallel mode. Our experiment simulated the producing equipment of sequence signal, the signal conversion module, testing module of serial and parallel mode, latch output and control circuit. It implements a simple serial port data communication model. In the experiment, we use the combination of simple chips to realize the function that transport, transfer and test a sequence of the digital signal consisting of 0 and 1, and display it on LED Segment Displays. In addition, we realize the control of display. The LED Segment Displays works only in specific conditions. We also conduct simulations on QuartusⅡ. Keywords: Data transmission, String conversion, Data detection, Quartus II 目录 一、实验目的 (4)

计算机仿真课程设计

附件1: 北京理工大学珠海学院 《计算机仿真》课程设计说明书题目: 控制系统建模、分析、设计和仿真 学院:信息学院 专业班级: 学号: 学生姓名: 指导教师: 2012年6 月16 日 附件2: 北京理工大学珠海学院 课程设计任务书 2011 ~2012 学年第2学期 学生姓名:专业班级: 指导教师:工作部门:信息学院 一、课程设计题目 《控制系统建模、分析、设计和仿真》 本课程设计共列出10个同等难度的设计题目,编号为:[0号题]、[1号题]、[2号题]、[3号题]、[4号题]、[5号题]、[6号题]、[7号题]、[8号题]、[9号题]。 学生必须选择与学号尾数相同的题目完成课程设计。例如,学号为8xxxxxxxxx2的学生必须选做[2号题]。

[0号题] 控制系统建模、分析、设计和仿真 设连续被控对象的实测传递函数为: 用零阶保持器离散化,采样周期取秒,分别设计一单位加速度信号输入时的最少拍有波纹控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。具体要求见(二)。 [1号题] 控制系统建模、分析、设计和仿真 设连续被控对象的实测传递函数为: 用一阶保持器离散化,采样周期取秒,分别设计一单位加速度信号输入时的最少拍有波纹控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。具体要求见(二)。 [2号题] 控制系统建模、分析、设计和仿真 设连续被控对象的实测传递函数为: 用零阶保持器离散化,采样周期取秒,分别设计一单位加速度信号输入时的最少拍有波纹控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。具体要求见(二)。 [3号题] 控制系统建模、分析、设计和仿真 设连续被控对象的实测传递函数为: 用一阶保持器离散化,采样周期取秒,分别设计一单位加速度信号输入时的最少拍有波纹控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。具体要求见(二)。 [4号题] 控制系统建模、分析、设计和仿真 设连续被控对象的实测传递函数为: 用零阶保持器离散化,采样周期取秒,分别设计一单位加速度信号输入时的最少拍有波纹控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。具体要求见(二)。 [5号题] 控制系统建模、分析、设计和仿真 设连续被控对象的实测传递函数为: 用一阶保持器离散化,采样周期取秒,分别设计一单位加速度信号输入时的最少拍有波纹 控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。具体要求见(二)。 [6号题] 控制系统建模、分析、设计和仿真 设连续被控对象的实测传递函数为: 用零阶保持器离散化,采样周期取秒,分别设计一单位加速度信号输入时的最少拍有波纹 控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。具体要求见(二)。 [7号题] 控制系统建模、分析、设计和仿真

计算机仿真实验

计算机仿真实验报告 专业:电气工程及其自动化班级:09电牵一班学号:22 姓名:饶坚指导老师:叶满园实验日期:2012年4月30日 一、实验名称 三相桥式SPWM逆变电路仿真 二、目的及要求 1.了解并掌握三相逆变电路的工作原理; 2.进一步熟悉MA TLAB中对Simulink的使用及构建模块; 3.掌握SPWM原理及构建调制电路模块; 4.复习在Figure中显示图形的程序编写和对图形的修改。 三、实验原理与步骤、电路图 1、实验原理图

2、电路原理(采用双极性控制方式) U、V和W三相的PWM控制通常公用一个三角波载波Uc,三相的调制信号Uru、Urv和Urw依次相差120°。 电路工作过程(U相为例):当Uru>Uc时,上桥臂V1导通,下桥臂V4关断,则U相相对于直流电源假想中点N’的输出电压Uun’=Ud/2。当Uru

对电路模型进行封装如下图示:

其中Subsystem1为主电路,Subsystem2为负载,Subsystem3为检测电路,Subsystem4为输入信号,Subsystem5为调制电路,Scope 为示波器,Repeating Sequence为三角载波。 各子系统电路分别如下所示: Subsystem1 Subsystem2 Subsystem3

北邮移动通信实验报告

信息与通信工程学院移动通信实验报告 班级: 姓名: 学号: 序号: 日期:

一、实验目的 1移动通信设备观察实验 1.1RNC设备观察实验 a) 了解机柜结构 b) 了解RNC机框结构及单板布局 c) 了解RNC各种类型以及连接方式 1.2基站设备硬件观察实验 a) 初步了解嵌入式通信设备组成 b) 认知大唐移动基站设备EMB5116的基本结构 c) 初步分析硬件功能设计 2网管操作实验 a) 了解OMC系统的基本功能和操作 b) 掌握OMT如何创建基站 二、实验设备 TD‐SCDMA移动通信设备一套(EMB5116基站+TDR3000+展示用板卡)、电脑。 三、实验内容 1TD-SCDMA系统认识 TD-SCDMA是英文Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access(时分同步码分多址)的简称,TD-SDMA是由中国提出的第三代移动通信标准(简称3G),也是ITU批准的三个3G标准中的一个,以我国知识产权为主的、被国际上广泛接受和认可的无线通信国际标准。是我国电信史上重要的里程碑。 TD-SCDMA在频谱利用率、业务支持灵活性、频率灵活性及成本等方面有独特优势。TD-SCDMA由于采用时分双工,上行和下行信道特性基本一致,因此,基站根据接收信号估计上行和下行信道特性比较容易。TD-SCDMA使用智能天线技术有先天的优势,而智能天线技术的使用又引入了SDMA的优点,可以减少用户间干扰,从而提高频谱利用率。TD-SCDMA还具有TDMA的优点,可以灵活设置

上行和下行时隙的比例而调整上行和下行的数据速率的比例,特别适合因特网业务中上行数据少而下行数据多的场合。但是这种上行下行转换点的可变性给同频组网增加了一定的复杂性。TD-SCDMA是时分双工,不需要成对的频带。因此,和另外两种频分双工的3G标准相比,在频率资源的划分上更加灵活。 图1 3G网络架构 2硬件认知 2.1 RNC设备认知 TDR3000整套移动通信设备机框外形结构如图2所示。

MATLAB计算机仿真设计

《计算机仿真技术》 课程设计 姓名: 学号: 班级: 1 专业: 学院: 2016年12月24日

目录 一、设计目的 (1) 二、设计任务 (1) 三、具体要求 (1) 四、设计原理概述 (1) 五、设计内容 (2) 六、设计方案及分析 (2) 1、观察原系统性能指标 (2) 2、手动计算设计 (6) 3、校正方案确定 (8) 七、课程设计总结 (14)

模拟随动控制系统的串联校正设计 一、设计目的 1、通过课程设计熟悉频域法分析系统的方法原理。 2、通过课程设计掌握滞后-超前校正作用与原理。 3、通过在实际电路中校正设计的运用,理解系统校正在实际中的意义。 二、设计任务 控制系统为单位负反馈系统,开环传递函数为) 1025.0)(11.0()(G ++=s s s K s ,设计校正装置,使系统满足下列性能指标:开环增益100K ≥;超调量30%p σ<; 调节时间ts<0.5s 。 三、具体要求 1、使用MATLAB 进行系统仿真分析与设计,并给出系统校正前后的 MATLAB 仿真结果,同时使用Simulink 仿真验证; 2、使用EDA 工具EWB 搭建系统的模拟实现电路,分别演示并验证校正前 和校正后的效果。 四、设计原理概述 校正方式的选择:按照校正装置在系统中的链接方式,控制系统校正方式分 为串联校正、反馈校正、前馈校正和复合校正4种。串联校正是最常用的一种校 正方式,这种方式经济,且设计简单,易于实现,在实际应用中多采用这种校正 方式。串联校正方式是校正器与受控对象进行串联链接的。本设计按照要求将采 用串联校正方式进行校正。 校正方法的选择:根据控制系统的性能指标表达方式可以进行校正方法的确 定。本设计要求以频域指标的形式给出,因此采用基于Bode 图的频域法进行校 正。 几种串联校正简述:串联校正可分为串联超前校正、串联滞后校正和滞后- 超前校正等。 超前校正的目的是改善系统的动态性能,实现在系统静态性能不受损的前提

计算机仿真实训实验报告实验1-4

实验一 熟悉MATLAB 工作环境 16电气5班 周树楠 20160500529 一、实验目的 1.熟悉启动和退出MATLAB 软件的方法。 2.熟悉MATLAB 软件的运行环境。 3.熟悉MATLAB 的基本操作。 二、实验设备及条件 计算机一台(带有MATLAB6.0以上的软件境)。 三、实验内容 1.练习下面指令: cd,clear,dir,path,help,who,whos,save,load 。 2.建立自己的工作目录MYBIN 和MYDATA ,并将它们分别加到搜索路径的前面或者后面。 3.求23)]47(*212[÷-+的算术运算结果。 4.M 文件的建立,建立M 文件,求出下列表达式的值: ?? ????-+=++=+= 545.0212),1ln(21 185sin 2222 1i x x x z e z o 其中

5.利用MATLAB的帮助功能分别查询inv、plot、max、round函数的功能和用法。 四、运行环境介绍及注意事项 1.运行环境介绍 打开Matlab软件运行环境有图1-1所示的界面

图1-1 MATLAB的用户界面 操作界面主要的介绍如下: 指令窗( Command Window ),在该窗可键入各种送给 MATLAB 运作的指令、函数、表达式,并显示除图形外的所以运算结果。 历史指令窗( Command History ),该窗记录已经运行过的指令、函数、表达式;允许用户对它们进行选择复制、重运行,以及产生 M 文件。 工作空间浏览器( Workspace Browser ),该窗口罗列出 MATLAB 工作空间中所有的变量名、大小、字节数;并且在该窗中,可对变量进行观察、编辑、提取和保存。 其它还有当前目录浏览器( Current Directory Browser )、 M 文件编辑 / 调试器(Editor/Debugger )以及帮助导航/ 浏览器(Help Navigator/Browser )等,但通常不随操作界面的出现而启动。 利用 File 菜单可方便对文件或窗口进行管理。其中 File | New 的各子菜单, M-file ( M 文件)、 Figure (图形窗口)、或 Model ( Simulink 编辑界面)分别可创建对应文件或模块。 Edit 菜单允许用户和 Windows 的剪切板交互信息。 2.在指令窗操作时应特别注意以下几点 1)所有输入的指令、公式或数值必须按下回车键以后才能执行。例如: >>(10*19+2/4-34)/2*3 (回车) ans= 234.7500 2)所有的指令、变量名称都要区分字母的大小写。 3)%作为MATLAB注释的开始标志,以后的文字不影响计算的过程。 4)应该指定输出变量名称,否则MATLAB会将运算结果直接存入默认的输出变量名ans。 5)MATLAB可以将计算结果以不同的精确度的数字格式显示,可以直接在指令视窗键入不同的数字显示格式指令。例如:>>format short (这是默认的) 6)MATLAB利用了↑↓二个游标键可以将所输过的指令叫回来重复使用。按下↑则前一次输入的指令重新出现,之后再按Enter键,即再执行前一次的指令。

计算机仿真实验报告7

山东工商学院计算机仿真及应用实验报告 实验七 MATLAB的基本应用(二)及Simulink仿真 (验证性实验) 学院: 专业班级: 实验时间: 学号: 姓名:

一、实验目的 1、掌握连续信号的仿真和傅里叶分析方法 2、掌握连续系统的分析方法(时域分析法,拉氏变换法和傅里叶分析法); 3、掌握离散信号的仿真和分析运算方法 4、掌握离散系统的分析方法(时域分析法); 5、掌握符号运算方法; 6、掌握Simulink仿真工具; 二、实验原理 1、连续信号的仿真和分析法,参考教材第6.1节,重点: 单位冲激信号的仿真方法;单位阶跃信号的仿真方法;复指数信号的仿真方法 2、连续系统的分析方法,参考教材第6.1节,重点: 例6.2,LTI系统的零输入响应的求解方法; 例6.3,LTI系统的冲激响应的求解方法 例6.5,LTI系统的零状态响应的求解方法 例6.6,系统中有重极点时的计算 3、系统的频域分析方法,参考教材第6.2节,重点: 例6.7,方波分解为多次正弦波之和 例6.8:全波整流电压的频谱 例6.10:调幅信号通过带通滤波器 例6.12:用傅里叶变换计算滤波器的响应和输出 4、离散信号的仿真和分析法,参考教材第6.3节,7.1节,重点: 单位脉冲序列impseq,单位阶跃序列stepseq 例7.1:序列的相加和相乘 例7.2:序列的合成与截取 例7.3:序列的移位和周期延拓运算 三、实验内容(包括内容,程序,结果) 以自我编程练习实验为主,熟悉各种方法和设计,结合课堂讲授,实验练习程序代码。 1、根据教材第6.1节的内容,练习连续信号和系统的时域分析和拉氏变换方法。 q602 clear,clc a=input('输入分母系数向量a=[a1,a2,...]= '); n=length(a)-1; Y0=input('输入初始条件向量Y0=[y0,Dy0,D2y0,...]= '); p=roots(a);V=rot90(vander(p));c=V\Y0'; dt=input('dt= ');tf=input('tf= '); t=0:dt:tf;y=zeros(1,length(t));

数据结构 哈夫曼编码 实验报告

数据结构实验报告 实验名称:实验3——树(哈夫曼编/解码器) 学生姓名: 班级: 班内序号: 学号: 日期:2011年12月5日 1.实验要求 利用二叉树结构实现哈夫曼编/解码器。 基本要求: 1、初始化(Init):能够对输入的任意长度的字符串s进行统计,统计每个字符的频 度,并建立哈夫曼树 2、建立编码表(CreateTable):利用已经建好的哈夫曼树进行编码,并将每个字符的 编码输出。 3、编码(Encoding):根据编码表对输入的字符串进行编码,并将编码后的字符串输 出。 4、译码(Decoding):利用已经建好的哈夫曼树对编码后的字符串进行译码,并输出 译码结果。 5、打印(Print):以直观的方式打印哈夫曼树(选作) 计算输入的字符串编码前和编码后的长度,并进行分析,讨论哈夫曼编码的压缩效果。 并用I love data Structure, I love Computer。I will try my best to study data Structure.进行测试。 2. 程序分析 哈夫曼树结点的存储结构包括双亲域parent,左子树lchild,右子树rchild,还有字符word,权重weight,编码code 对用户输入的信息进行统计,将每个字符作为哈夫曼树的叶子结点。统计每个字符出现的次数作为叶子的权重,统计次数可以根据每个字符不同的ASCII码,根据叶子结点的权重建立一个哈夫曼树。 建立每个叶子的编码从根结点开始,规定通往左子树路径记为0,通往右子树路径记为1。由于编码要求从根结点开始,所以需要前序遍历哈夫曼树,故编码过程是以前序遍历二叉树为基础的。同时注意递归函数中能否直接对结点的编码域进行操作。 编码信息只要遍历字符串中每个字符,从哈夫曼树中找到相应的叶子结点,取得相应的编码。最后再将所有找到的编码连接起来即可。 译码则是将编码串从左到右逐位判别,直到确定一个字符。这就是哈夫曼树的逆过程。

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