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北邮计算机仿真期末大作业

北邮计算机仿真期末大作业
北邮计算机仿真期末大作业

《计算机仿真》MATLAB课程设计报告

学院:自动化学院

专业:自动化专业

班级:2010211411

姓名:韩思宇

学号:10212006

2013年01月14日

转子绕线机控制系统综合仿真

摘要:

转子绕线机的控制系统是一个相对简单的控制系统,包括改善系统稳定性的校正装置(控制器)和按照其工作基本原理组构的绕线装置。

简单的增益校正、超前校正和滞后校正装置是最常用的校正装置,对不同的设计要求,要选取不同的校正装置,因此对这几种校正装置的特性分析十分重要。关键词:转子绕线机控制系统校正装置

目录

一、题目背景 (1)

二、方案要求 (2)

三、系统建模 (2)

1、建立数学模型 (2)

2、原系统的稳定性和相关指标分析 (3)

四、校正装置(控制器)设计 (4)

1、简单的增益控制器设计 (4)

2、超前校正装置的设计 (6)

3、滞后校正装置的设计 (7)

五、三种校验装置(控制器)装入系统后系统的稳定性分析 (9)

1、简单增益校正 (9)

2、超前校正 (9)

3、滞后校正 ................................................................................... 错误!未定义书签。

六、总结与体会 (11)

七、参考文献 (12)

一、题目背景

在一些工业生产中,绕线机作为不可或缺的生产设备被广泛的应用,尤其是在电器产业,其大部分产品都需要用漆包铜线绕制成电感线圈,绕线机的应用尤为突出。

越来越多的绕线机出现,在各个生产环节极大地提高了企业的生产效率。也正是由于其应用广泛,对绕线机的控制研究就更为重要,研究其系统稳定性,并对其进行合理的改善,是十分有意义的。

转子绕线机由控制面板、伺服电机、步进电机以及电机连接的传动转子和导轨组成。操作命令从控制面板输入,控制步进电机运转,经过齿轮减速器后,使伺服电机以工作速度运转,通过传动装置完成绕线工作。如下是转子绕线机的结构示意图:

图1转子绕线机的结构示意图

转子绕线机的工作是将漆包铜线绕制成电感线圈,因此,对绕线机控制系统的工作稳定性和精确性、快速性有着严格的要求,若控制系统不稳定,则可能对漆包铜线的绕制造成负面影响;若控制系统的精确性存在问题,则很难保证绕制的电感线圈满足产品要求的指标参数;若控制系统的快速性性能差的话,对电感

线圈的绕制和生产时候的能耗都有不利影响。

为了使转子绕线机的控制系统能够稳定快速且准确地工作,对其控制系统安装校正装置是必要的。常用的校正装置有增益放大器、超前校正网络和滞后校正网络。本次仿真便是分析了这三种校正网络在转子绕线机的控制矫正中的效用,并按照要求对校正装置进行合理的设计选择。

转子绕线机的控制系统流程图如下:

图2转子绕线机的控制系统流程图

二、方案要求

某转子绕线机的系统结构图如图2,对校正系统的三种类型------简单的增益放大装置、超前校正装置和滞后校正装置进行分析,并按照要求选取合适的校正装置来完善系统的稳定性。

控制器

c s

G()设计的具体要求是[22]:

(1)单位斜坡响应的稳态误差小于10﹪;

(2)系统对阶跃输入的超调量在10﹪左右;

(3)按 =2%要求的系统调节时间为3s左右;

(4)校正后系统的相角裕度为30o---60o。

三、系统建模

(一)建立数学模型

步进电机驱动输入量和输出量之间的传递函数为1/s(s+5)(s+10);

反馈回路上测速发电机的输入输出量之间的传递函数为1;

三种校正装置的模型:

(1)增益放大器

c s

G()=K1;

(2)超前校正网络

c s

G()= K1*(s+1/aT)/(s+1/T);

(3)滞后校正网络

c s

G()= K1*(s+z)/(s+p) (│p│<│z│)。(二)原系统的稳定性和相关指标分析

通过matlab绘制未校正系统的伯德图和单位阶跃响应曲线,对相关的性能指标进行分析。

未校正系统的伯德图如图3:

图3未校正系统的伯德图

由图可知:系统的幅值稳定裕度为57.5db,相角稳定裕度为89.7o。相角的稳定裕度过高,工程要求相角稳定裕度在30 o到60 o之间。

相关代码:

>> K1=1;

>> G0=tf([1],[1,15,50,0]);

>> margin(G0);

>> grid

未校正系统的单位阶跃响应如下图:

图4未校正系统的单位阶跃响应

由图可知系统未加校正装置的时候,其单位阶跃响应的调节时间过长,不合要求。因此对其进行校正十分必要。

相关代码: >> k=1;

>> G0=tf([1],[1,15,50,0]); >> G1=feedback(G0,1); >> step(G1);grid

四、校正装置(控制器)设计

(一)简单的增益控制器设计

为了提高行的稳定精度,必须采取高增益,但是过高的增益1K 会对系统的稳定性和动态性能产生不利印象,因此需要调节不同的1K 值,通过观察比对选取合适的数值。

可先将控制器看做是一个简单的增益器,则系统的结构图如下:

图5增加增益放大器的转子绕线机系统结构图

单独绘制K 1=500时的曲线并测量相应的特性指标(图6),得到:

系统的速度误差系数: 系统的速度误差:

上升时间s t r 205.0=,峰值7.1)(=p t h ,超调量%9.69%=σ,峰值时间

s 607.0=p t ,调节时间s 51.7=s t ,终值1)(=∞h 。

图6 K 1=500时系统的单位阶跃响应曲线

()%10500

50

501===

∞K e

ss

相关代码:

>> k=500;

>> G0=tf([k],[1,15,50,0]);

>> G1=feedback(G0,1);

>> step(G1);grid

绘制不同K1值下的系统单位阶跃响应曲线,如图7:

图7不同K1值下的系统单位阶跃响应曲线图

其matlab代码如下:

>> k1=[50,100,200,500];

>> num=[1];den=[1,15,50,0];

>> t=0:0.01:5;

>> for i=1:4

G0=tf(k1(i)*num,den);

G=feedback(G0,1);

[y,x]=step(G,t);

C(:,i)=y;

end

>> plot(t,C(:,1),'-',t,C(:,2),':',t,C(:,3),'--',t,C(:,4),'-');

>> grid

以下表格(表1)是不同的K1值时系统的相关性能指标值:

表1不同增益值时系统的性能指标数据表

由此表可知,当K1的值增大时,系统的稳态误差会减小,调节时间变小,但是超调量会增大。因此要按照要求合理选择增益放大器的增益值。

(二)、超前校正装置的设计

由于超前校正网络能改善系统的动态性能,因此选用如下超前校正网络:

c s

G()=k1(s+1/aT)/(s+1/T);

系统校正后的开环传递函数为:

G(s)= K1 (s+1/aT)/s(s+5)(s+10)(s+1/T);

超调量10%,调节时间3s,可以得到:

阻尼比为0.59,固有频率为2.49rad/s,相角裕度r=59.2°。

明确了以上频域设计要求之后,可以采用如下步骤以及matlab文本在频域内设计超前校正网络:

(1)由要求,取K1=500,绘制未校正系统的伯德图如图3.2.1,且计算已有的相角裕度。

(2)确定所需要的附加超前相角ψm。

(3)根据最大超前角公式计算超前网络的分度系数:

a=(1+sinψm)/(1-sinψm)。

(4)计算10lga,在未校正系统的伯德图上确定于复制增益-10lga对应的最大超前角频率W m。

(5)在频率W m附近绘制校正之后的系统对数幅频渐近线。

(6)绘制校正之后的系统的伯德图,检验所的系统的相角裕度。

(7)加大K1,以补偿超前校正网络带来的幅值衰减。

经过这些步骤得到本环节相关结果:

K1=1800;1/T=3.5;1/aT=25。

未校正系统的伯德图(K1=500)如图8:

图8未校正系统的伯德图

相关代码:

>> K1=1;

>> G0=tf([1],[1,15,50,0]);

>> margin(G0);

>> grid

此环节可确定超前校正系统的传递函数为:

Gc(s)=1800(s+3.5)/(s+25)。

(三)、滞后校正装置设计

为了减少系统的稳态误差,可尝试用根轨迹法设计滞后校正网络。

(1)绘制为校正系统的根轨迹。

(2)根据阻尼比和固有频率确定主导极点的容许区域,并进一步确定主

导极点。

(3)计算预期主导极点对应的根轨迹增益和为较真系统的速度误差系数

K v。

(4)计算b=K v/K v’。

(5)根据求得的b,配置滞后校正网络的零极点。

由以上步骤计算出系统的滞后校正装置的传递函数为:

G c(s)=100(s+0.1)/(s+0.01)。

校正之前的系统的根轨迹如图9:

图9校正之前的系统的根轨迹图

校正后的系统的根轨迹如图10:

图10校正后的系统的根轨迹图

五、三种校验装置(控制器)装入系统后系统的稳定性分析(一)简单的增益控制器

G c(s)=K1=500,校正后系统的单位阶跃响应如下图:

图11 K1=500时系统的单位阶跃响应曲线

当G c(s)=500,)

e=10%,刚好满足设计要求,但系统对阶跃输入的σ%

(∞

ss

=70%,

t=8s,远大于设计指标值。可见单独对系统进行增益校正无法很好地完

s

善系统的稳定性。

(二)超前校正装置

G c(s)=1800(s+3.5)/(s+25),以下是校正前后的系统相关图线。

校正之后系统的伯德图如图12:

图12采用超前校正之后系统的伯德图

校正之后系统的相角稳定裕度约为60°,幅值稳定裕度15.5db。

相关代码:

>> k1=1800;

>> G0=tf([1],[1,15,50,0]);

>> Gc=tf(k1*[1,3.5],[1,25]);

>> G=series(G0,Gc);

>> margin(G);grid

校正之后系统的单位阶跃响应如图13:

图13采用超前校正之后系统的单位阶跃响应曲线

由图可知系统的超调量σ%=8%,调节时间

t=1.04s,满足设计要求,但是

s

斜坡输入稳态误差)

e=20%,高于设计的要求量,因此该超前校正装置不能

(∞

ss

很好地完善系统的稳定性。

(三)滞后校正装置

G c(s)= 100(s+0.1)/(s+0.01),以下是采用校正之后系统的相关图线。

校正之后系统的伯德图如图14:

图14采用滞后校正之后系统的伯德图

由图可知系统的幅值稳定裕度为17.3db,相角稳定裕度约为56.5°。

校正之后系统的阶跃响应如图15:

图15采用滞后校正之后系统的单位阶跃响应曲线

校正之后系统的阶跃响应超调量σ%=13%,调节时间

t=4s,斜坡输入的稳态

s

误差为)

e=5%,大体满足设计要求。

(∞

ss

三种校正设计结果如下表:

六、总结与体会

此次课程设计对转子绕线机的控制系统进行了仿真,并对其校正装置进行了设计和校验。在这个过程中,不仅练习巩固了课上学过的关于应用matlab绘制系统的根轨迹、伯德图等的指令,同时也对系统的控制有了更为直观更为具体的认识。仿真的过程中通过matlab来得到相应的数据和图线,应用大量自动控制原理的知识理论来分析系统的稳定性,快速性和准确性,将理论学科和工具学科

结合起来,很有意义。

七、参考文献

[1]胡寿松.自动控制原理. 科学出版社2009.

[2]赵广元. MA TLAB与控制系统仿真实践. 北京航空航天大学出版社2009.

[3]薛定宇张晓华. 控制系统计算机辅助设计. 清华大学出版社2006.

计算机网络大作业

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2014年上学期《数字图像处理》复习大作业及参考答案 ===================================================== 一、选择题(共20题) 1、采用幂次变换进行灰度变换时,当幂次取大于1时,该变换是针对如下哪一类图像进行增 强。(B) A 图像整体偏暗 B 图像整体偏亮 C图像细节淹没在暗背景中D图像同时存在过亮和过暗背景 2、图像灰度方差说明了图像哪一个属性。(B ) A 平均灰度 B 图像对比度 C 图像整体亮度D图像细节 3、计算机显示器主要采用哪一种彩色模型( A ) A、RGB B、CMY或CMYK C、HSI D、HSV 4、采用模板[-1 1]T主要检测( A )方向的边缘。 A.水平 B.45? C.垂直 D.135? 5、下列算法中属于图象锐化处理的是:( C ) A.低通滤波 B.加权平均法 C.高通滤波 D. 中值滤波 6、维纳滤波器通常用于( C ) A、去噪 B、减小图像动态范围 C、复原图像 D、平滑图像 7、彩色图像增强时, C 处理可以采用RGB彩色模型。 A. 直方图均衡化 B. 同态滤波 C. 加权均值滤波 D. 中值滤波 8、__B__滤波器在对图像复原过程中需要计算噪声功率谱和图像功率谱。 A. 逆滤波 B. 维纳滤波 C. 约束最小二乘滤波 D. 同态滤波 9、高通滤波后的图像通常较暗,为改善这种情况,将高通滤波器的转移函数加上一常数量以 便引入一些低频分量。这样的滤波器叫B。 A. 巴特沃斯高通滤波器 B. 高频提升滤波器 C. 高频加强滤波器 D. 理想高通滤波器 10、图象与灰度直方图间的对应关系是 B __ A.一一对应 B.多对一 C.一对多 D.都不 11、下列算法中属于图象锐化处理的是:C A.低通滤波 B.加权平均法 C.高通滤 D. 中值滤波 12、一幅256*256的图像,若灰度级数为16,则存储它所需的比特数是:( A ) A、256K B、512K C、1M C、2M 13、噪声有以下某一种特性( D ) A、只含有高频分量 B、其频率总覆盖整个频谱 C、等宽的频率间隔内有相同的能量 D、总有一定的随机性 14. 利用直方图取单阈值方法进行图像分割时:(B) a.图像中应仅有一个目标 b.图像直方图应有两个峰 c.图像中目标和背景应一样大 d. 图像中目标灰度应比背景大 15. 在单变量变换增强中,最容易让人感到图像内容发生变化的是( C )

计算机仿真期末大作业Mersenne Twister随机数发生器及随机性测试

Mersenne Twister随机数发生器及随机性测试 一、实验目的 用MATLAB实现Mersenne Twister随机数发生器,并对其随机性进行测试。二、实验原理 伪随机数的产生,首先是选取种子,然后是在此种子基础上根据具体的生成算法计算得到一个伪随机数,然后利用此伪随机数再根据生成算法递归计算出下二个伪随机数,直到将所有不重复出现的伪随机数全部计算出来。这个伪随机数序列就是以后要用到的伪随机数序列。上面的计算过程可以一次性计算完毕,也可以使用一次递归计算一次,每次生成的伪随机数就是这个伪随机数序列中的一个,不过不管怎么样,只要确定了种子,确定了生成算法,这个序列就是确定的了。所谓种子,就是一个对伪随机数计算的初始值。 Mersenne Twister算法是一种随机数产生方法,它是移位寄存器法的变种。该算法的原理:Mersenne Twister算法是利用线性反馈移位寄存器(LFSR)产生随机数的,LFSR的反馈函数是寄存器中某些位的简单异或,这些位也称之为抽头序列。一个n位的LFSR能够在重复之前产生2^n-1位长的伪随机序列。只有具有一定抽头序列的LFSR才能通过所有2^n-1个内部状态,产生2^n - 1位长的伪随机序列,这个输出的序列就称之为m序列。为了使LFSR成为最大周期的LFSR,由抽头序列加上常数1形成的多项式必须是本原多项式。一个n阶本原多项式是不可约多项式,它能整除x^(2*n-1)+1而不能整除x^d+1,其中d能整除2^n-1。例如(32,7,5,3,2,1,0)是指本原多项式x^32+x^7+x^5+x^3+x^2+x+1,把它转化为最大周期LFSR就是在LFSR小邓第32,7,5,2,1位抽头。利用上述两种方法产生周期为m的伪随机序列后,只需要将产生的伪随机序列除以序列的周期,就可以得到(0,1)上均匀分布的伪随机序列了。 伪代码如下: // 建立624位随机序列数组 int[0..623] MT int index = 0 //初始化随机序列数组 function initializeGenerator(int seed) { MT[0] := seed for i from 1 to 623 { MT[i] := last 32 bits of(1812433253 * (MT[i-1] xor(right shift by 30 bits(MT[i-1]))) + i) // 0x6c078965 } }

2014年上半年课程考试大作业计算机网络5

江南大学现代远程教育2014年上半年课程考试大作业 考试科目:《计算机网络》 1、OSI/RM设置了哪些层次?每个层次的作用和功能是什么?(15分) 答:①物理层(Physical layer):利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接,以便透明地传输比特流。 ②数据链路层(Data link layer):在物理层传输比特流的基础上,在通信的实体间建立数据链路连接,传输以帧为单位的数据,采用差错控制、流量控制方法,使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。 ③网络层(Network layer):通过路由算法,为分组通过通信子网选择最适当的路径,它要实现路由选择、拥塞控制与网络互连等功能。 ④传输层(Transport layer):向用户提供可靠的端到端的服务、透明地传输报文,并向高层屏蔽下层数据通信的细节。 ⑤会话层(Session layer):组织两个会话进程间的通信,并管理数据的交换。 ⑥表示层(Presentation layer):用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式。它包括数据格式的变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能。 ⑦应用层(Application layer):它确定进程之间通信的性质,以满足用户的需要。它不仅提供应用进程所需的数据交换和远程操作,而且还要为应用进程的用户代理,来完成一些为进行信息交换所必须的功能,它们包括:文件传送访问和管理FTAM、虚拟终端VT、事务处理TP、远程数据库访问RDA、制造业报文规范MMS 及目录服务等协议。 2、比较线路交换、报文交换和分组交换三种交换技术,分析报文交换技术的延时,为何要将报文交换改进为分组交换?(15分) 答:比较电路交换、报文交换和分组交换的优缺点 电路交换优点:通话中两用户始终占用端到端的通信资源。 缺点:线路传输效率很低用户占用的通信线路大部分时间是空闲的,资源未被使用而消费 分组交换优点:较高的交换速率数据传输效率高可靠性非常高效,灵活和迅速。 缺点:造成时延,开销 报文交换优点:用户可随时发送报文,可靠性,容易发现代码转换和速率匹配,同时发送多个目的地址,优先报文优先转换,通信线路利用率高。 缺点:时延较长。 简述 CSMA/CD 协议的工作原理以及以太网帧格式。 (1)载波监听任一站要发送信息时,首先要监测总线,用来判决介质上有否其他站的发送信号.如果介质呈忙,则继续检测,直到发现介质空闲。如果检测介质为空闲,则可以立即发送。由于通道存在传播时延,采用载波监听的方法仍避免不了两站点在传播时延期间发送的帧会产生冲突。(2)冲突检测每个站在发送帧期间,同时具有检测冲突的能力。一旦检测到冲突,就立即停止发送,并向总线上发一串阻塞信号,通报总线上各站已发生冲突。(3)多路访问检测到冲突并在发完阻塞信号后,发送站退回等待。为了降低再次冲突的概率,需要等待一个随机时间(冲突的各站可不相等),然后再用CSMA算法重新发送。 可概括如下: 发前先听、边发边听、冲突停止、延迟重发。 以太网帧格式(MAC帧),由5个字段组成。前两个字段分别为6字节长的目的地址和源地址字段。第三个字段是2字节的类型字段,第四个字段是IP数据报,第五个字段是帧校验序列(FCS)。 3、若要将一个B类的网络地址172.17.0.0划分子网,其中包括3个能容纳16000台主机的子网,7个能容纳2000台主机的子网,8个能容纳254台主机的子网,请写出每个子网的子网掩码和主机IP地址的范围。(20分) (二的N次方)-2>14 n=4 借4位 1 .172.17.0.1-172.17.15.254

计算机图形学期末编程大作业

完成下列程序的设计、调试与及设计说明书: 一、实现直线、圆的生成 要求:(1)算法不限;(2)直线的端点、圆的圆心、半径由用户实时输入;(3)用所实现的直线、圆的生成程序实现一个任意图形的绘制。 二、实现区域填充(多边形区域)或影线填充 要求:(1)区域自行指定,至少应有一个内环(2)算法:计算机相关专业的要求实现图案填充,机械相关专业的要求实现影线填充。 三、直线段裁剪算法的实现 要求:完成对一个指定图形(见图)的裁剪,先在图形 区显示原始图形及窗口位置,然后将裁剪后图形的显示在图 形区的另一侧。 四、凸多面体消隐的实现(外法线法) 要求:立体数据自定。 五、样条曲线的实现 要求:实现B样条曲线,并能通过交互输入点的形式完成曲 线绘制。 注意:要反求控制点 六、平时成绩(30分) 要求: 1、语言不限,可以是所熟悉的如何一种语言。 2、须提交的内容包括:源程序(电子版)、可执行程序,设计说明书(电子版及打印版)。 3、程序须经教师运行测试通过。 4、设计说明书B5页面打印,内容包括:算法与数据结构,程序流程说明及变量,程序运行情况分析及结果截图,程序使用说明。

题目一:实现直线、圆的生成 要求:(1)算法不限;(2)直线的端点、圆的圆心、半径由用户实时输入;(3)用所实现的直线、圆的生成程序实现一个任意图形的绘制。 1.程序使用说明. 1)概述 该程序以Visual C++6.0作为编程开发工具,利用其中的MFC(Microsoft Foundation Classes)库作为应用程序的框架,进行图形的编程绘制,有良好的用户操作界面和简洁的操作方法。 执行该程序,界面如下图。 图1-1 程序运行界面 图形绘制功能的实现,主要是通过点选菜单栏中的对应菜单项来实现。主要功能有:图形颜色的选择、绘制直线、绘制圆。 2)具体操作说明: a.颜色的选择. 鼠标左键单击菜单项,便会弹出颜色编辑对话框,如图2。

控制系统数字仿真大作业.

《控制系统数字仿真》课程 大作业 姓名: 学号: 班级: 日期: 同组人员:

目录 一、引言 (2) 二、设计方法 (2) 1、系统数学模型 (2) 2、系统性能指标 (4) 2.1 绘制系统阶跃响应曲线、根轨迹图、频率特性 (4) 2.2 稳定性分析 (6) 2.3 性能指标分析 (6) 3、控制器设计 (6) 三、深入探讨 (9) 1、比例-微分控制器(PD) (9) 2、比例-积分控制(PI) (12) 3、比例-微分-积分控制器(PID) (14) 四、设计总结 (17) 五、心得体会 (18) 六、参考文献 (18)

一、引言 MATLAB语言是当今国际控制界最为流行的控制系统计算机辅助设计语言,它的出现为控制系统的计算机辅助分析和设计带来了全新的手段。其中图形交互式的模型输入计算机仿真环境SIMULINK,为MATLAB应用的进一步推广起到了积极的推动作用。现在,MATLAB语言已经风靡全世界,成为控制系统CAD领域最普及、也是最受欢迎的软件环境。 随着计算机技术的发展和应用,自动控制理论和技术在宇航、机器人控制、导弹制导及核动力等高新技术领域中的应用也愈来愈深入广泛。不仅如此,自动控制技术的应用范围现在已发展到生物、医学、环境、经济管理和其它许多社会领域中,成为现代社会生活中不可或缺的一部分。随着时代进步和人们生活水平的提高,在人类探知未来,认识和改造自然,建设高度文明和发达社会的活动中,控制理论和技术必将进一步发挥更加重要的作用。作为一个自动化专业的学生,了解和掌握自动控制的有关知识是十分必要的。 利用MATLAB软件及其SIMULINK仿真工具来实现对自动控制系统建模、分析与设计、仿真,能够直观、快速地分析系统的动态性能和稳态性能,并且能够灵活的改变系统的结构和参数,通过快速、直观的仿真达到系统的优化设计,以满足特定的设计指标。 二、设计方法 1、系统数学模型 美国卡耐尔基-梅隆大学机器人研究所开发研制了一套用于星际探索的系统,其目标机器人是一个六足步行机器人,如图(a)所示。该机器人单足控制系统结构图如图(b)所示。 要求: (1)建立系统数学模型; (2)绘制系统阶跃响应曲线、根轨迹图、频率特性; (3)分析系统的稳定性,及性能指标; (4)设计控制器Gc(s),使系统指标满足:ts<10s,ess=0,,超调量小于5%。

江南大学数媒0902基于虚拟现实技术大作业报告

课程:虚拟现实题目:沸腾的水壶 班级:数媒0902 学号:0305090206 姓名:沈玉婷 日期:2012.12

1、绪论 1.1 虚拟现实动画简介 虚拟现实动画就是用虚拟现实的技术以动画的形式表现出来(这是建立在虚拟现实及动画技术的基础上出现的)。我们以了解什么是虚拟现实及动画的意思后就能全面理解虚拟现实动画的概念。 1.2 关于虚拟现实技术 虚拟现实(Virtual Reality,简称VR;又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术,也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身历其境一般,可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。 VR是一项综合集成技术,涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域,它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉,使人作为参与者通过适当装置,自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。使用者进行位置移动时,电脑可以立即进行复杂的运算,将精确的3D世界影像传回产生临场感。该技术集成了计算机图形(CG)技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果,是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统。概括地说,虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式,与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比,虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。 2、需求分析 随着CAD技术的发展,人们就开始研究立体声与三维立体显示相结合的计算机系统。目的在于建立一种新的用户界面,使用户可以置身于计算机所表示的三维空间资料库环境中,并可以通过眼、手、耳或特殊的空间三维装置在这个环境中"环游",创造出一种"亲临其境"的感觉。 虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化、操作以及实时交互的环境。与传统的计算机人――机界面(如键盘、鼠标器、图形用户界面以及流行的Windows等)相比,虚拟现实无论在技术上还是思想上都有质的飞跃。传统的人――机界面将用户和计算机视为两个独立的实体,而将界面视为信息交换的媒介,由用户把要求或指令输入计算机,计算机对信息或受控对象作出动作反馈。虚拟现实则将用户和计算机视为一个整体,通过各种直观的工具将信息进行可视化,形成一个逼真的环境,用户直接置身于这种三维信息空间中自由地使用各种信息,并由此控制计算机。目前,虚拟现实技术已经遍布我们生活中的每一个行业,城市规划中的应用、旅游景观的应用、医学中应用、娱艺教中的应用、军事与航天中的应用、室内设计中的应用、房产开发中的应用、工业仿真中的应用、应急推演中的应用。由此可知,虚拟

计算机网络大作业答案

一、单项选择题(每个2分,共30分) 1、下列有关计算机网络叙述错误的是__D____。 A:利用Internet网可以使用远程的超级计算中心的计算机资源 B:计算机网络是在通信协议控制下实现的计算机互联 C:建立计算机网络的最主要目的是实现资源共享 D:以接入的计算机多少可以将网络划分为广域网、城域网和局域网 2、计算机网络的基本分类方法主要有两种:一种是根据网络所使用的传输技术;另一种是根据__C____。 A:网络协议 B:网络操作系统类型 C:覆盖范围与规模 D:网络服务器类型与规模 3、如果某局域网的拓扑结构是___A___,则局域网中任何一个节点出现故障都不会影响整个网络的工作。 A:总线型结构 B:树型结构 C:环型结构 D:星型结构 4、在Internet中,用于文件传输的协议是___C___。 A:HTML B:SMTP C:FTP D:POP 5、利用FTP(文件传输协议)的最大优点是可以实现__C____。 A:同一操作系统之间的文件传输 B:异种机上同一操作系统间的文件传输 C:异种机和异种操作系统之间的文件传输 D:同一机型上不同操作系统之间的文件传输 6、当你登录在某网站已注册的邮箱,页面上的"发件箱"文件夹一般保存着的是__B____。A:你已经抛弃的邮件 B:你已经撰写好,但是还没有发送的邮件 C:包含有不合时宜想法的邮件 D:包含有不礼貌(outrageous)语句的邮件 7、在FTP中,传输一个文本文件时,通常选用的传输类型是__A____。 A:ASCII B:二进制流 C:Unicode D:GB码 8、下列四种文件格式中,属于音频文件的格式是__A____。 A:WAV格式 B:JPG格式 C:DAT格式 D:MIC格式 9、下列四个选项中,最常用的三维动画制作软件工具是__A____。

东南大学自动化学院计算机图形学大作业

计算机图形学大作业 ——程序设计 用简单光照模型显示一系列小球在不同参数情况下的镜面反射效果 学号:08009223 姓名:贺国睿 专业:自动化日期:2012.5.26

1 设计目标和要求 ?用简单光照模型显示一系列小球在不同参数情况下的镜面反射效果; 2 算法原理介绍 2.1光源分析 在现实生活中的物体,要有光照存在才可以被看到。物体通过自身发光以及反射光进入人眼,物体才能在人眼中成像。如果没有任何的光,人眼将观察不到任何东西,一片漆黑。 在光照中首先是光源,要有光源才能产生光线,才有以后的一系列反射、折射、散射等效果。不同的物体的表面物理属性不同,所以相同的光线照射到不同表面属性的物体表面会产生不同的效果,发生漫反射,镜面反射的比例各不相同,有的属于半透明的物体还有折射效果。这些不同的物体表面物理属性属于材质的范畴。 除了材质以外,物体表面还有各种图案效果,这就是纹理。光线在空中穿行的时候,还会有更多复杂的效果。 在现实中,光源的类型很多,而且有的光源不能简单的用一种模型来描述,而是具有多种不同类型光源特点。几种基本的光源类型是:点光源、无穷远光源、方向光源和环境光。 点光源:光线从光源点向四面八方发散,发光的恒星(如太阳)、发光的灯泡一般使用该光源模型模拟,是最简单的光源。 无穷远光源:所有的光线都平行的从一个方向过来,当发光体(如太阳)离渲染的场景很远可以认为是无穷远时,一般使用该光源模型进行模拟。 方向光源:光线沿着一个方向在特定角度范围内逐渐发散开。现实世界中的车灯,手电筒一般使用该光源模型进行模拟。 环境光源:光线从各个地方以各个角度投射到场景中所有物体表面,找不到光源的确切位置。现实世界中不存在这样的光源,一般使用该光源模型来模拟点光源、无穷远光源、方向光源在物体表面经过许多次反射后的情况,环境光源照亮所有物体的所有面。 这四种基本的光源模型,只能近似的描述光源,不可能做到非常逼真。在现实中,一束光线照射到物体表面发生反射后,再照射到另外的物体的表面,如此循环反复这才是环境光的真正情况。这个过程是个无限次反射的过程,计算机无法处理无限的问题,所以采取了简单的近似处理。而且环境光源在反射过程中,上一次反射所带的颜色会影响下次反射所照物体的颜色,并且无限的重复。光线追踪算法是一种好得多的近似描述,但也仅仅是近似描述,只是近似效果比用环境光源模型要好。 OpenGL还提供了让物体自发光让自己可以被看见的方式。这就是物体自发光。物体自发光对于光源十分的重要,比如电灯泡可以看作是一个点光源,我们把点光源的位置设置到灯泡的中央,这样灯泡周围的物体将被照亮,但是灯泡的外表面由于相对光源来说是背面,将不能被照亮。这与实际情况不符合,灯泡照亮其它物体,而自身却不亮,所以需要通过物体自发光让灯泡的外表面也发亮。 光源的一般属性包括:镜面反射光线颜色、漫反射光颜色、环境光线颜色、光源位置。镜面反射光颜色:在物体表面将发生镜面反射的光线的颜色。漫反射光颜色:在物体表面将发生漫反射的光线的颜色。环境光线颜色:照亮所有物体所有表面的光线的颜色。光源位置就是光源在场景中所在的位置。 光线的衰减:光源发出的光线的强度会随着传播距离越来越大而变弱(无穷远光源除外)。光线强度会乘以一个衰减因子。 衰减因子=1/(K1 + K2 * d + k3 *d^2) 其中d为光源距离(无穷远光源的衰减因子为1)方向光源发出的光线会随着偏移中心方向的角度增大而减弱。

通信原理大作业

通信原理大作业 1、说明 在通信原理课程中,介绍了通信系统的基本理论,主要包括信道、基带传输、调制 / 解调方法等。为了进一步提高和改善学生对课程基本内容的掌握,进行课程作业方法的改革的试点,设立计算机仿真大作业。成绩将计入平时成绩。 2、要求 参加的同学3~5人一组,选择1?2个题目,协作和共同完成计算机编程和仿真,写出计算机仿真报告。推荐的计算机仿真环境为MATLAB也可以 选择其它环境。 3、大作业选题 (1) 信道噪声特性仿真产生信道高斯白噪声,设计信道带通滤波器对高斯白噪 声进行滤波, 得到窄带高斯噪声。对信道带通滤波器的输入输出的噪声的时域、频域特性进行统计和分析,画出其时域和频域的图形。 (2) 基带传输特性仿真利用理想低通滤波器作为信道,产生基带信号,仿真验证奈氏第一准则的给出的关系。改变低通滤波器的特性,再次进行仿真,验证存在码间干扰时的基带系统输出,画出眼图进行观察。加入信道噪声后再观 察眼图。 (3) 2ASK言号传输仿真 按照2ASK产生模型和解调模型分别产生2ASK言号和高斯白噪声,经过信道传

输后进行解调。对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察,并且对解调结果进行误码率测量。2ASK信号的解调可以选用包络解调或者相干解调法。(4) 2FSK信号传输仿真 按照2FSK产生模型和解调模型分别产生2FSK信号和高斯白噪声,经过信道传输后进行解调。对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察,并且对解调结果进行误码率测量。2FSK信号的解调可以选用包络解调或者相干解调法。(5) 2PSK信号传输仿真 按照2PSK产生模型和解调模型分别产生2PSK言号和高斯白噪声,经过信道传输后进行解调。对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察,并且对解调结果进行误码率测量。2PSK信号的解调选用相干解调法。 ⑹2DPSK言号传输仿真 按照2DPSK产生模型和解调模型分别产生2DPSK言号和高斯白噪声,经过信道传输后进行解调。对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察,并且对解调结果进行误码率测量。2DPSK信号的解调可以选用非相干解调或者相干解调法。 (7) 模拟信号的数字传输 产生模拟语音信号,进行PCM编码过程的计算机仿真。仿真发送端采样、 量化编码的过程、仿真接收端恢复语音信号的过程。按照有或者无信道噪 声两种情况分别进行仿真。

武汉理工大学-计算机仿真实验作业答案

五、(10分)已知系统的传递函数为6 168682)(232+++++=s s s s s s G 。 语言建立系统传递函数模型,并求: ⑴ 该系统的单位阶跃响应;(2分) ⑵ 输入函数为u(t)时的响应;(3分) (u(t)正弦信号,周期2秒,仿真时间8秒,采样周期0.1); (3) 输入函数为u(t)时的响应;(3分) (u(t)方波输入信号,周期10秒,仿真时间20秒,采样周期0.05) (4) 绘出系统的波德图(Bode )。(2分) 解答: num=[2 8 6]; den=[1 8 16 6]; sys=tf(num,den); t=0:0.1:8; y1=step(sys,t); u=sin(t*pi); y2=lsim(sys,u,t); subplot(2,2,1);plot(t,y1); grid; title('阶跃响应曲线'); xlabel('响应时间'); ylabel('响应值'); hold on; subplot(2,2,2);plot(t,y2); grid on ; title('对sin(t)的响应曲线'); xlabel('响应时间'); ylabel('响应值'); t=0:0.05:20 u=square(pi/5*t) y3=lsim(sys,u,t); subplot(2,2,3);plot(t,y3) grid on ; title('对方波信号的响应曲线'); xlabel('响应时间'); ylabel('响应值'); subplot(2,2,4);bode(sys);

grid ;title('bode 图'); 运行结果: 六、(10分)设二阶动力学系统的传递函数如下,假设将无阻尼固有频 率固定为ωn =1 rad/s ,将阻尼比的值分别设置成ζ=0,0.1,0.2,0.3,…, MATLAB 语言编程,分析在这些阻尼比ζ的取值下该系统的阶跃响应。 2222)(n n n s s s G ω?ωω++= 解答:wn=1; kesi=[0:0.1:1,2,3,4,5]; figure('color',[1 1 1]); hold on for i=kesi num=wn.^2 den=[1,2*i*wn,wn.^2]; step(num,den);

计算机网络故障处理-期末的大作业

某某某某学院2010级期末大作业 计算机网络故障处理 院(系)名称11111111111 专业名称计算机系统维护 学生姓名1111111 学号1111111 指导教师111111111 完成时间1111年11月11日

目录 网络设备故障 .............................................................................................. - 2 - 一、传输介质故障.........................................................................错误!未定义书签。 二、网卡故障 ......................... 错误!未定义书签。网络常见故障诊断............ 错误!未定义书签。 一、线路连接故障 ..................... 错误!未定义书签。 二、网络设置问题...................... 错误!未定义书签。 三、无法正常拨号 ..................... 错误!未定义书签。 四、上网频繁掉线 ..................... 错误!未定义书签。 五、无法登录路由器管理页面............ 错误!未定义书签。总结........................ 错误!未定义书签。

网络设备故障 在局域网中发生故障硬件设备主要有:双绞线、网卡、Modem、集线器、交换机、服务器等。从发生故障的对象来看,主要包括传输介质故障、网卡故障、Modem故障、交换机故障。 一、传输介质故障 局域网中使用的传输介质主要有双绞线和细缆,双绞线一般用于星型网络结构的布线,而细缆多用于总线型结构的布线。 (1)案例选编1网卡灯亮却不能上网 ①故障现象 某局域网内的一台计算机无法连接局域网,经检查确认网卡指示灯亮且网卡驱动程序安装正确。另外网卡与任何系统设备均没有冲突,且正确安装了网络协议(能Ping通本机IP地址)。 ②故障分析与处理 从故障现象来看,网卡驱动程序和网络协议安装不存在问题,且网卡的指示灯表现正常,因此可以判断故障原因可能出在网线上。 因为网卡指示灯亮并不能表明网络连接没有问题,例如100Base-TX网络使用1、2、3、6两对线进行数据传输,即使其中一条线断开后网卡指示灯仍然亮着,但是网络却不能正常通信。 用于跳线的双绞线,由于经常插拔而导致有些水晶头中的线对脱落,从而引发接触不良。有时需要多次插拔跳线才能实现网络连接,且在网络使用过程中经常出现网络中断的情况。建议使用网线测试仪检查故障计算机的网线。 如果网线不好建议重新压制水晶头。剥线时双绞线的裸露部分大约为14mm左右,这个长度正好刚刚能将各导线插入到各自的线槽。如果该段留得过长,则会由于水晶头不能压住外层绝缘皮而导致双绞线脱落,并且会因为线对不再互绞而增加信号串扰。 如果网线正常则尝试能否Ping通其他计算机。如果不能Ping通可更换集线设备端口再试验,仍然不通时可更换网卡。 (2)案例选编2 RJ-45针脚顺序判断错误导致压线故障 ①故障现象 在按照T568B标准制作一条直通线并进行测试时,网线测试仪上的指示灯显示线序错误。 ②故障分析与处理

武汉理工大学《计算机图形学》大作业

《计算机图形学基础》大作业 课程名称计算机图形学基础开课学院计算机科学与技术学院指导教师姓名佘名高 学生姓名杨峻 学生专业班级软件工程1102 2013-2014 学年第一学期

一、命题计划 题目:C语言图形编程 (以下题目文档要求:①基本论述②算法③程序源代码④界面图) 二、内容与要求 (1)撰写内容 1.根据Bresenham直线绘制算法,实现直线的绘制。 2.用C语言编写:画y=sin(x)的图形(要求画出[-2π,2π]的图形及笛卡尔坐标)3.用C语言编写一个小圆沿着大圆运动的程序。 4.对图1中的零件图形,如何根据它所标注的尺 寸,按照适当的顺序有步聚地画出该图形。 提示:首先要分析此零件图形的几何关系,了解 构成这个图形各线段的性质,才能顺利地绘出此图形。 线段(直线或圆弧)在零件图形中分为三类,即已知线 段、中间线段和连接线段。以圆弧为例,按几何原理, 已知圆心的两个位置尺寸与半径尺寸便可画出圆。因 此图形中,已知这三个尺寸的圆弧称为已知圆弧,画 图时应该最先画出。凡已知其中二个尺寸的圆弧称为 中间圆弧。凡只已知一个尺寸(一般是圆弧半径)的圆 弧称为连接圆弧。中间圆弧和连接圆弧都缺省圆心的位置尺寸,它的几何位置是根据相切的条件来确定的。因此画圆弧的顺序为:先画已知圆弧,再画中间圆弧,最后画连接圆弧。 本零件图形是对称图形,三个小圆均匀分布在圆周中心线上,φ10,φ25,φ50和R10都是已知圆弧,R8为连接圆弧,φ50是已知圆弧的端点和R10已知圆弧的端点与连接圆弧的端点相切,从而构成整个图形。 (2)撰写要求 1.基本论述 2.算法 3.程序源代码 4.程序运行截图 5.小结

大作业题目

控制系统仿真大作业 1、曲线拟合的Matlab实现和优化度检验 通过一个实际的例子,介绍最小二乘曲线拟合法的基本原理,对最小二乘曲线拟合法的Matlab实现方法进行研究,并给出曲线拟合Matlab实现的源程序。论述了Matlab软件在做曲线拟合时的用法,并进行曲线的拟合和相应的图像。 2、基于Matlab的液位串级控制系统 运用组态王和Matlab混合编程的方法设计了一个双容(两个水箱串联)液位串级在线控制系统,由组态王编制人机交互界面,用Matlab完成控制算法,二者通过DDE进行实时数据交换;采用串级控制策略,减小二次干扰的影响,验证其方法的有效性。 3、基于Matlab的变压器差动保护闭环仿真研究 应用Matlab建立了微机保护仿真系统,并对不同原理的变压器差动保护进行了仿真和比较.仿真系统采用积木式结构,根据微机保护的实现原理构建模块,实现保护的闭环仿真,对保护的动作过程进行分析. 4、基于MATLAB/SIMULINK的交流电机调速系统建模与仿真 根据直接转矩控制原理,利用MATLAB/SIMULINK软件构造了一个交流电机调速系统,该系统能够很好地模拟真实系统,实现高效的调速系统设计。仿真结果验证该方法的有效性。 5、基于MCGS和MATLAB的薄膜厚度控制系统仿真 以MCGS组态软件和MATLAB为平台,设计和仿真了一个薄膜厚度控制系统.MCGS完成硬件接口的设置、数据的实时采集、人机对话、以动画的方式显示控制系统的运行情况,MATLAB完成PID参数的自动整定,并利用动态数据交换(DDE)技术建立两者间的通讯.并分析其仿真结果。 6、Matlab在动态电路分析中的应用 用Matlab计算动态电路,可得到解析解和波形图.一阶电路先计算3要素,后合成解

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