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激光课程设计报告

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----激光谐振腔自再现模Fox-Li

数值迭代解法及MATLAB实现

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一. 原理说明

当光在两镜面间往返传播时,一方面将受到激活介质的光放大作用,另一方面将经受各种损耗。由反射镜的有限大小所引起的衍射损耗就是其中之一。在决定激光开腔中激光震荡能量的空间分布方面,衍射将起主要作用。

激光谐振腔的自再现模的计算常用的方法有Fox-Li 迭代法、快速傅立叶变换法(FFT)、等效透镜波导法、特征向量法、有限元法(FEM)和有限差分法(FDM)等。

这里我们运用Fox-Li 数值迭代法求解激光谐振腔的自再现模,给出了基于Matlab 下的条形腔、方形镜腔、圆形镜腔的模式求解程序。通过分析计算了解激光谐振腔的自再现模的特点。

对于开放式光腔,镜面上稳态场分布的形成可以看成是光在两个界面间往返传播的结果。因此,两个界面上的场必然是互相关联的:一个镜面上的场可以视为由另一个镜面上的场所产生,于是求解镜面上稳态场的分布问题就归结为求解一个积分方程。

由菲涅尔—基尔霍夫衍射积分公式可知:设已知空间任意曲面S 上光波场地振幅和相位分布函数为 ,由它所要考察的空间任一点P 处场分布为 ,二者之间有以下关系式: 式中,为与连线的长度,θ为S 面上点处的法线和上述连线之间的夹角, 为S 面上的面积元,k 为波矢的模。

经过n 次传播产生的场 与产生它的场 间应满足下列

迭代关系:

当光波在腔内往返渡越或传输足够多次渡越后,腔内的场便逐步趋于一个稳定状态,即: 其中γ是一个复常数,表示自再现模在腔内往返一次的功率损耗,其幅角表示往返一次的相移。在这里以E(x,y)表示开腔中不受衍射影响的稳定场分布函数,其标准形式为:

满足上述方程式的函数E 称为本征函数,常数γ称为本征值,其中:

K(x,y,x',y')为积分方程的核。而满足的场分布函数E (x ,y )就是腔的自再现模,它描述两个镜面上的稳定态场分布。它的模 描述镜面上的振幅分布;而其幅角描述镜面上场的相位分布。 ),(y x

u ''),(y x u ??+=-S ik dS e y x u ik y x u ')cos 1()','(4),(θρ

πρ

s d '),(y x ''),(y x ),(y x ''ρ),(1y x u n +)','(y x u n ')','(),(1ds e y x u L i y x u s ik n n ??-+=ρλ)','(1),(1y x u y x u n n γ

=+??

=s

ds y x E y x y x K y x E '

)','()',',,(),(γ)',',,()',',,(y x y x ik e L

i y x y x K ρλ-=

二. 实现方案

Fox-Li 数值迭代法就是利用迭代公式

进行数值计算,式中K 为积分方程的核。假设在某一平面镜上存在一初始场分布 ,带入上式可

得第一次渡越后在第二个镜面上生成的场分布

,再带入上式迭代可得第二次渡越后在第一个镜面上生成的场分布

,以此类推,迭代运算后形成一种稳定场分布,达到稳定条件。

MATLAB 算法实现的流程图如右图,且需以下几个步骤(以方形腔为例): 第一步:确定迭代公式

第二步:确定ρ

对于不同的光学谐振腔(如平行平面腔、

共焦腔、一般球面腔等),其中ρ具有不同的

形式。对于方形镜平行平面腔,有:

第三步:离散处理

将方形腔对称划分:左镜x 或y 方向

(-a ,a )之间划分N 等分,则有N +1个点,

每个区间为2a/N 。则右边镜面上每一点的求

解都需在左边镜面上逐点计算一遍并相加。

第四步:分离变量 方形腔的计算不需考虑整个面上的点的

影响,根据分离公式

可 以作这样的近似:只考虑相对镜面上对应点

所在的那一行、一列上点的影响。带入积分

公式可得到:

第五步:赋值

(1) 初始场分布:平面波,相位为零。

(2)确定相应的波长、腔长、矩形镜大小

第六步:复数处理

matlab 中可以直接对复数进行运算,abs 可直接

对复数取幅值,描述场的复振幅分布;angle 可对

复数求相角,描述场的相位分布。 ??=+'1dS Ku u q q 1u 2u 3u ??

+=-S ik dS e y x u ik y x u ')cos 1()','(4),(θρ

πρ

2

22)()(L y y x x +'-+'-=ρ(,)()()u x y u x u y =1

)','(1≡y x u

第七步:归一化处理

每次由一面到另一面的渡越迭代完成后,所得的场分布数值都要进行一次归一化,这是由于在使用了诸多假设和近似后,具体值已经没有实际意义,我们所感兴趣的只是形成自在现模时的相对振幅与相对相位的分布关系,所以每次迭代后都要参考中心点的振幅和相位值进行归一化处理。即将一个面上的所有点的振幅除以中心点的振幅,所有点的相位减去中心点的相位。

下次迭代时,以归一化的值作为下次的迭代初值进行迭代。

第八步:自再现判据

代入迭代公式,求出 ,归一化后再代入迭代公式求出

,计算按此过程循环,直到求得一个稳定状态为止,即将这种迭代一直进行到

和 只相差一个与坐标无关的常数因子为止。

三. 结果与讨论

1. 渡越次数对场分布的影响:

上图分别为渡越次数为1和100时的二维场分布情况。均匀平面波在经过第一次渡越后,场的振幅与相位分布曲线起伏得很厉害,处于极不稳定的状态。随着渡越次数的增加,这种变化越来越小。场的振幅和相位分布越来越趋于稳定。在经过100次渡越后,场的振幅和相位分布逐渐趋向一个稳定的分布,但仍存在一定的不稳定误差。

)','(1y x u )','(3y x u ),(2y x u 1 q u q u

2. 方形镜腔菲涅尔数对场分布的影响:

上图分别为菲涅尔数N 分别为6.25和1时方形镜腔二维场分布情况。可以看出镜面中心处相对振幅最大,从中心到边缘振幅逐渐下降,振幅分布具有偶对称性。菲涅尔数N 越大,衍射损耗越小,镜边缘处的相对振幅越小。初始激发均匀平面波在经过足够多次的传播后,不是严格意义的平面波,不但振幅发生了变化,而且相位分布也发生了变化,镜面已不再是等相位面了。

3. 圆形镜腔菲涅尔数对场分布的影响:

上图分别为菲涅尔数N 分别为6.25和1时圆形镜腔二维场分布情况。可以看出场更集中在反射镜中心,在镜边缘下降得更低。菲涅尔数N 越大,衍射损耗越小,镜边缘处的相对振幅越小。菲涅尔数N 越小,场分布曲线越平滑,在整个直径上的场的振幅分布更接近于标准的高斯分布,而整个镜面上的场分布则具有圆对称性。

4. 不同腔形对场分布的影响:

上图分别为条形腔,方形镜腔,圆形镜腔渡越100次后的三维场分布情况。条形腔场分布的y 方向无限延伸,x 方向具有偶对称性;方形镜腔和圆形镜腔的场分布都具有圆对称性,但圆形镜中心场振幅更集中。

改进建议:

由于编程能力有限,本次对谐振腔自再现模的MATLAB 实现只讨论了3种平行平面腔,并未讨论凹、凸面或者平面的倾斜对场分布的影响。也只能对渡越次数进行选择,并未实现对稳定精度要求的设计,这一点还需改进。而且在计算积分的时候运用了循环的嵌套,可能计算效率比较低。相位分布图像由于MATLAB 函数问题在变化过程中较大,存在一定的误差(略小于360,其实应该为0)。上述几点都是需要优化和改进的。

四. 思考题

1.激光谐振腔模式的其他分析方法(如特征向量矩阵方法)和Fox-Li 数值迭代法的比较;

答:Fox-Li 数值迭代法理论上可以研究任何类型的谐振腔,通过迭代计算证明了自再现模的存在性,计算过程与开腔模式的物理机制类似,方便理解;但是收敛性不好,计算量大,且对高阶模的计算误差较大。特征向量矩阵法则是通过建立激光谐振腔传输矩阵来求解特征向量,从而求得谐振腔模式。其计算结果和Fox-Li 数值迭代法一样,可以实现较大菲涅尔数的共焦腔的模式计算,并且在有源非稳腔的计算上有一定的优势。两种方法各有其利弊。

2.圆镜腔与矩形腔的迭代输出结果的比较;

答:圆镜腔与矩形腔的归一化振幅分布都是从中心到边缘呈递减趋势,菲涅尔数越大,边缘振幅越小,但圆镜腔的中心场分布更集中;圆镜腔中心附近的归一化相位分布是有一定起伏的,菲涅尔数越大,起伏越大,而矩形腔中心附近的相位分布都是等相位面,菲涅尔数越大时,越能用平面波近似。

3.谐振腔各种参数(如腔长、波长、腔镜大小等)的改变对迭代结果的影响;

答:谐振腔各种参数的改变,最终都体现在菲涅尔数的变化上。菲涅尔数N 描述了光腔衍射损耗的大小,N越大衍射损耗越小,镜边缘处的相对振幅越小;当迭代次数相同时,会发现当N越大时,振幅和相位分布起伏就会越大;N越小,场分布就会越平滑。

4.菲涅尔数与迭代次数的关系;

答:菲涅尔数N描述了光腔衍射损耗的大小。N越大,衍射损耗越小,达到稳定的自再现模式分布需要的迭代次数越大;反之,N越小,衍射损耗越大,达到稳定的自再现模式分布需要的迭代次数越小。

5.Fox-Li迭代法的优缺点以及和其他数值迭代法的比较;

答:Fox-Li迭代法的优点在于:理论上可以研究任何类型的光学谐振腔,通过迭代法近似计算证明了自再现模的存在性,计算过程与开腔模式的物理机制类似,方便理解。缺点是:收敛性不好,计算量大,且对高阶模式的计算误差较大。跟其他数值迭代法比较,Fox-Li数值迭代法不适用于较大菲涅尔数的模式计算,但是其运算过程简单可靠,应用广泛。

6.Fox-Li迭代法的误差分析;

答:离散化的程度对误差有一定影响,离散点越多时,计算精度越高,但是耗时越长。另外收敛判据也会影响计算误差的大小,显然当收敛要求越高时的误差越小。算法的优化也可以减小计算误差。

7.不同初始场分布的改变(如三角波、梯形波、随机波等)对最终稳定场分布的影响;

答:理论上任何形式的初始模式在经过足够多次的传播后都会产生稳定的自再现模。如果选取不同的初始场分布,通过迭代最终会得到不同形式的稳定解。平面波的自再现模式的解对应了基模,不同形式的初始场分布则对应了不同的自再现模式,只是最终场分布形式不同。

8算法的优化和迭代公式的优化对输出结果的影响;

答:算法的优化可以减少计算机的计算量,加快计算速度,减少迭代计算所需要的时间,并且可以减小计算误差;迭代公式的优化可以使得算法更简单可靠,对输出结果有同样的优化效果。

9.具体编程细节对图形输出结果的影响(如划分点的多少);

答:划分点越多,采样越密集,输出结果图像更加精细,但是随之加大了计算量,需要更长的运算时间,要选择一个合适的划分点数目以平衡精度和时间的关系。另外不同的图像输出函数也会使得图形输出结果不同。

10.平行平面腔迭代时,考虑分离变量法和考虑整个腔镜上的点对点分布计算的

区别;

答:分离变量法利用分离公式 作如下近似:只考虑相对镜面上对应点所在的那一行、一列上点的影响,计算积分后再进行叠加,而并未考虑整个腔镜上的点对点分布的计算。分离变量法比起考虑整个腔镜上的点对点分布计算,要更加简单有效,易于实现。

11.收敛判据的考虑;

答:本次MATLAB 程序并未实现对收敛的判断,但基本思想如下:归一化后,前后两次对应点的差值均小于0.0001左右;当然这个值可以取的大一些,减少迭代次数,也可以小一些,将稳定性条件设置的更加严格。即将这种迭代一直进行到 和 只相差一个与坐标无关的常数因子为止。

五. 设计体会

本次课程设计是我第一次运用MATLAB 的GUI 图形界面设计,虽然以前也接触过简单的MATLAB 编程,但是这次编算法的过程中发现并没有想象中的简单,中途遇到了很多问题,但是经过自己的慢慢摸索和与同组董理同学的讨论,不断改善和优化算法,才实现了最终的课程设计。尤其是在圆形镜腔的积分运算上,由于基础知识不够牢固,刚开始无法实现,但是经过跟董理同学的讨论,将积分运算转换到柱坐标上即可很好地实现。但本次设计仍有很多不足的地方需要不断改进,已在“改进建议”中有所说明。

通过本次课程设计,我掌握了MATLAB 的GUI 图形界面设计的方法,对matlab 语言有了更加深层次的了解,解决了很多我以前一直遗留的matlab 问题。除此之外,对于Fox-Li 数值迭代法求解激光谐振腔的自再现模式的理论知识有了更加深刻和直观的理解,巩固了激光原理的相关知识。

参考文献:

周炳琨. 激光原理(第六版)[M]. 国防工业出版社, 2009.

刘卫国. MATLAB 程序设计与应用[M]. 高等教育出版社, 2006.

(,)()()u x y u x u y =1+q u q u

人工智能课程设计报告--动物识别系统

计算机科学与技术学院 《人工智能》课程设计报告设计题目:动物识别系统 设计人员:学号: 学号: 学号: 学号: 学号: 学号: 指导教师: 2015年7月

目录 目录 (1) 摘要 (2) Abstract (2) 一、专家系统基本知识 (3) 1.1专家系统实际应用 (3) 1.2专家系统的开发 (3) 二、设计基本思路 (4) 2.1知识库 (4) ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 2.1.2 知识库建立 (4) 2.1.3 知识库获取 (5) 2.2 数据库 (6) ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 三、推理机构 (7) 3.1推理机介绍 (7) 3.1.1 推理机作用原理 (7) ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 3.2 正向推理 (7) 3.2.1 正向推理基本思想 (7) 3.2.2 正向推理示意图 (8) 3.2.3 正向推理机所要具有功能 (8) 3.3反向推理 (8) ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 3.3.2 反向推理示意图 (8) ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 四、实例系统实现 (9)

单片机课程设计报告——智能数字频率计汇总

单片机原理课程设计报告题目:智能数字频率计设计 专业:信息工程 班级:信息111 学号:*** 姓名:*** 指导教师:*** 北京工商大学计算机与信息工程学院

1、设计目的 (1)了解和掌握一个完整的电子线路设计方法和概念; (2)通过电子线路设计、仿真、安装和调试,了解和掌握电子系统研发产品的一个基本流程。 (3)了解和掌握一些常见的单元电路设计方法和在电子系统中的应用: 包括放大器、滤波器、比较器、计数和显示电路等。 (4)通过编写设计文档与报告,进一步提高学生撰写科技文档的能力。 2、设计要求 (1)基本要求 设计指标: 1.频率测量:0~250KHz; 2.周期测量:4mS~10S; 3.闸门时间:0.1S,1S; 4.测量分辨率:5位/0.1S,6位/1S; 5.用图形液晶显示状态、单位等。 充分利用单片机软、硬件资源,在其控制和管理下,完成数据的采集、处理和显示等工作,实现频率、周期的等精度测量方案。在方案设计中,要充分估计各种误差的影响,以获得较高的测量精度。 (2)扩展要求 用语音装置来实现频率、周期报数。 (3)误差测试 调试无误后,可用数字示波器与其进行比对,记录测量结果,进行误差分析。 (4)实际完成的要求及效果 1.测量范围:0.1Hz~4MHz,周期、频率测量可调; 2.闸门时间:0.05s~10s可调; 3.测量分辨率:5位/0.01S,6位/0.1S; 4.用图形液晶显示状态、单位(Hz/KHz/MHz)等。 3、硬件电路设计 (1)总体设计思路

本次设计的智能数字频率计可测量矩形波、锯齿波、三角波、方波等信号的频率。系统共设计包括五大模块: 主芯片控制模块、整形模块、分频模块、档位选择模块、和显示模块。设计的总的思想是以AT89S52单片机为核心,将被测信号送到以LM324N为核心的过零比较器,被测信号转化为方波信号,然后方波经过由74LS161构成的分频模块进行分频,再由74LS153构成的四选一选择电路控制档位,各部分的控制信号以及频率的测量主要由单片机计数及控制,最终将测得的信号频率经LCD1602显示。 各模块作用如下: 1.主芯片控制模块: 单片机AT89S52 内部具有2个16位定时/计数器T0、T1,定时/计数器的工作可以由编程来实现定时、计数和产生计数溢出时中断要求的功能。利用单片机的计数器和定时器的功能对被测信号进行计数。以AT89S52 单片机为控制核心,来完成对各种被测信号的精确计数、显示以及对分频比的控制。利用其内部的定时/计数器完成待测信号周期/频率的测量。 2.整形模块:整形电路是将一些不是方波的待测信号转化成方波信号,便于测量。本设计使用运放器LM324连接成过零比较器作为整形电路。 3.分频模块: 考虑单片机利用晶振计数,使用11.0592MHz 时钟时,最大计数速率将近500 kHz,因此需要外部分频。分频电路用于扩展单片机频率测量范围,并实现单片机频率测量使用统一信号,可使单片机测频更易于实现,而且也降低了系统的测频误差。本设计使用的分频芯片是74LS161实现4分频及16分频。 4.档位选择模块:控制74LS161不分频、4分频或者 16分频,控制芯片是74LS153。 5.显示模块:编写相应的程序可以使单片机自动调节测量的量程,并把测出的频率数据送到显示电路显示,本设计选用LCD1602。 (2)测频基本设计原理 所谓“频率”,就是周期性信号在单位时间(1s)内变化 的次数。若在一定时间间隔T内测得这个周期性信号的重复变 化次数N,则其频率可表示为f=N/T(右图3-1所示)。其中脉 冲形成电路的作用是将被测信号变成脉冲信号,其重复频率等 。利用单片机的定时/计数T0、T1的定时、计数 于被测频率f x 功能产生周期为1s的时间脉冲信号,则门控电路的输出信号持图3-1

课程设计报告【模板】

模拟电子技术课程设计报告设计题目:直流稳压电源设计 专业电子信息科学与技术 班级电信092 学号 200916022230 学生姓名夏惜 指导教师王瑞 设计时间2010-2011学年上学期 教师评分 2010年月日

昆明理工大学津桥学院模拟电子技术课程设计 目录 1.概述 (2) 1.1直流稳压电源设计目的 (2) 1.2课程设计的组成部分 (2) 2.直流稳压电源设计的内容 (4) 2.1变压电路设计 (4) 2.2整流电路设计 (4) 2.3滤波电路设计 (8) 2.4稳压电路设计 (9) 2.5总电路设计 (10) 3.总结 (12) 3.1所遇到的问题,你是怎样解决这些问题的12 3.3体会收获及建议 (12) 3.4参考资料(书、论文、网络资料) (13) 4.教师评语 (13) 5.成绩 (13)

昆明理工大学津桥学院模拟电子技术课程设计 1.概述 电源是各种电子、电器设备工作的动力,是自动化不可或缺的组成部分,直流稳压电源是应用极为广泛的一种电源。直流稳压电源是常用的电子设备,它能保证在电网电压波动或负载发生变化时,输出稳定的电压。一个低纹波、高精度的稳压源在仪器仪表、工业控制及测量领域中有着重要的实际应用价值。 直流稳压电源通常由变压器、整流电路、滤波电路、稳压控制电路所组成,具有体积小,重量轻,性能稳定可等优点,电压从零起连续可调,可串联或关联使用,直流输出纹波小,稳定度高,稳压稳流自动转换、限流式过短路保护和自动恢复功能,是大专院校、工业企业、科研单位及电子维修人员理想的直流稳压电源。适用于电子仪器设备、电器维修、实验室、电解电镀、测试、测量设备、工厂电器设备配套使用。几乎所有的电子设备都需要有稳压的电压供给,才能使其处于良好的工作状态。家用电器中的电视机、音响、电脑尤其是这样。电网电压时高时低,电子设备本身耗供电造成不稳定因家。解决这个不稳定因素的办法是在电子设备的前端进行稳压。 直流稳压电源广泛应用于国防、科研、大专院校、实验室、工矿企业、电解、电镀、充电设备等的直流供电。 1.1直流稳压电源设计目的 (1)、学习直流稳压电源的设计方法; (2)、研究直流稳压电源的设计方案; (3)、掌握直流稳压电源的稳压系数和内阻测试方法。 1.2课程设计的组成部分 1.2.1 设计原理

人工智能课程设计报告-罗马尼亚度假问题

人工智能课程设计报告-罗马尼亚度假 问题 1

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3 2020年5月29日 课 程 :人工智能课程设计报告 班 级: 姓 名: 学 号: 指导教师:赵曼 11月

人工智能课程设计报告 课程背景 人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器,该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来,理论和技术日益成熟,应用领域也不断扩大,能够设想,未来人工智能带来的科技产品,将会是人类智慧的”容器”。 人工智能是对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能,但能像人那样思考、也可能超过人的智能。 人工智能是一门极富挑战性的科学,从事这项工作的人必须懂得计算机知识,心理学和哲学。人工智能是包括十分广泛的科学,它由不同的领域组成,如机器学习,计算机视觉等等,总的说来,人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些一般需要人类智能才能完成的复杂工作。但不同的时代、不同的人对这种”复杂工作”的理解是不同的。 人工智能是计算机学科的一个分支,二十世纪七十年代以来被称为世界三大尖端技术之一(空间技术、能源技术、人工智能)。也被认为是二十一世纪三大尖端技术(基因工程、纳米科学、人工智能)之一。这是因为近三十年来它获得了迅 速的发展,在很多学科领域都获得了广泛应用,并取得了丰硕的成果,人工智能已逐 - 1 - 2020年5月29日

拉盖尔高斯光束经透镜传输光场计算

成绩评定表 学生姓名吴宪班级学号1109020117 专业光信息科学 与技术课程设计题目拉盖尔高斯光束经 透镜传输光场计算 评 语 组长签字: 成绩 日期20 13 年12 月 27 日

学院理学院专业光信息科学与技术 学生姓名吴宪班级学号1109020117 课程设计题目拉盖尔高斯光束经透镜传输光场计算 实践教学要求与任务: 要求: 1)角向节线0,径向节线2的拉盖尔高斯光束(共焦参数=12000倍波长)通过薄透镜; 2)薄透镜(前置圆形光阑)焦距=1500倍波长,光腰在透镜处; 3)光阑半径=120倍波长。 任务: 1)计算该拉盖尔高斯光束经过薄透镜后时的轴上光强变化,分析焦点变化; 2)计算该拉盖尔高斯光束经过薄透镜前时的径向光强变化,计算截断参数; 3)计算该拉盖尔高斯光束经过薄透镜后的径向–轴向光强变化; 4)撰写设计论文。 工作计划与进度安排: 1. 第一周教师讲解题目内容、任务和论文要求,学生查阅资料,星期四提出设计方案; 2. 第一周星期四到第二周星期三(包括星期六星期日)完成设计; 3. 第二周星期四上交论文; 4. 星期四教师审查论文,合格者星期五论文答辩。 指导教师: 2013年月日专业负责人: 2013年月日 学院教学副院长: 2013年月日

目录 摘要 (4) 设计原理 (5) 一.普通球面波的传播规律 (5) 二.高斯光束的基本性质及特征参数 (6) 三.柯林斯(Collins)公式 (7) 四.基模高级光束的特征参数 (6) 计算结果10 一. 计算该拉盖尔高斯光束经过薄透镜前时的轴上光强变化,分析焦点变化 (10) 二. 计算该拉盖尔高斯光束经过薄透镜前时的径向光强变化,计算截断参数 (11) 三.计算该拉盖尔高斯光束经过薄透镜后的径向–轴向光强变化 (12)

城市轨道交通课程设计报告很齐全很完整的课程设计

城市轨道交通课程设计报告很齐全很完整的课 程设计 文档编制序号:[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

轨道交通课程设计报告指导老师:江苏大学武晓辉老师 一、项目背景及镇江市轨道交通建设必要性 镇江市位于北纬31°37′~32°19′,东经118°58′~119°58′,地处长江三角洲地区的东端,江苏省的西南部,北临长江,与扬州市、泰州市隔江相望;东、南与常州市相接;西邻南京市。镇江市域总面积3847平方公里,总体规划定位城市性质为国家历史文化名城,长江三角洲重要的港口、风景旅游城市和区域中心城市之一。 2005年,镇江城市总体规划进入实施阶段,城市空间布局将极大突破现有形态,“扩充两翼、向南延伸”成为城市新的发展方向。伴随城市化进程加快、镇江跨入特大城市行列,城市空间的拓展对城市交通体系提出了新的要求。镇江市为江苏省辖地级市,现辖京口、润州、丹徒三区,代管句容、丹阳、扬中三市。另有国家级经济技术开发区-镇江新区行使市辖区经济、社会管理权限。镇江全市总面积3848平方公里,人口311万人,市区户籍人口万人市,市区常住人口万人,人民政府驻润州区南徐大道68号。 内部城市空间结构调整:2005年,镇江城市总体规划进入实施阶段,城市空间布局将极大突破现有形态,“扩充两翼、向南延伸”成为城市新的发展方向。伴随城市化进程加快、镇江跨入特大城市行列,城市空间的拓展对城市交通体系提出了新的要求,建设轨道交通是未来城市规划的必然结果。 城市化发展水平规划: 近期(2000-2010):城市化水平达到:55% 城镇人口162万

中期(2010-2020):城市化水平达到:60% 城镇人口184万 远期(2020-2050):城市化水平达到:70% 城镇人口231万 城市等级规模规划: 中期:形成1个大城市,1个中等城市,2个小城市和38个小城镇的等级结构。 远期:形成1个特大城市,2个中等城市,1个小城市和27个小城镇的等级结构。 镇江位于南京都市圈核心层,是一座新兴工业城。镇江拥有2个国家级开发区、6个省级开发区、5个国家级高新技术产业基地,镇江市的经济发展水平居江苏省中等偏上水平。2013年实现国内生产总值亿元,完成公共财政预算收入亿元,城镇居民人均可支配收入32977元,农民人均纯收入16258元,增长%,;人均GDP73947元,居江苏省第5名。“三次产业”分别实现增加值亿元、亿元、亿元,同比分别增长%、%和%。 镇江高新区位于我市主城区的西部,晋升为国家级高新区后,就与东部的镇江国家级经济技术开发区(镇江新区)形成“两翼”,在提升经济体量的基础上,进一步提升经济质量,形成主城区“一体两翼”格局。同时,与苏南现代化示范区建设、国家自主创新示范区创建等重大机遇形成叠加优势。 经济发展规划: 近期:人均GDP达到万元,产业结构为∶∶41,财政总收入完成80亿元以上 中期:人均GDP达到6万元,产业结构为∶∶44,财政总收入150亿元以上。

智能电网大学课程设计报告-智能抄表硬件设计方案_毕业论文

智能电网课程设计报告

智能抄表系统硬件设计方案 1智能抄表技术概述 随着自动化程度的提高和电能需求的不断增长,电费查询支出在生产成本中占的比例逐渐加大。供电单位对于电能精细化的要求也越来越高。传统的人力抄表和电话抄表工作量大,效率低,人为误差严重,漏抄,估抄,冒抄现象时有发生,因此必须按照切实可行的方法解决这些问题。而快速、准确、经济、实时的获取用电的各类数据,是做好费用自动结算,用量分析,计量表运行状况监测、负荷处理等应用管理工作的基础。为此采用计算机、无线通信和嵌入式等技术设计了分布式电能表远程智能抄表系统,提出了三级管理手段,将用户的用电信息准确和及时地回传到数据中心,便于电力企业计量、统计和收费等日益繁重的工作,大大提高了管理层次和自动化水平。 智能抄表系统是坚强智能电网的基础,通过智能抄表系统可以实现电网公司同电力系统用户之间的有效可靠互动。能够实现对主站层、接入层、上行通信层以及终端层的有效协调与控制。主站层主要是用来实现信息数据的采集与管理。上行通信层则主要是用来负责实现各个站点的相互有效的链接的。智能抄表系统的构建对于完善智能电网和实现电力资源的合理配置具有重要意义。 欧美在智能抄表系统的研究处于领先水平,以美国为例,美国的智能电网建设注重用户端,主要针对用户的具体用电要求及变化来实施智能化管理,其实现方式包括智能电表、智能化抄表与以家庭为单位的规划用电管理,主要建设了基于无线方式的智能抄表及通讯网络。ADI公司直接参与部分州的智能电网的建设,在智能电表及无线网络建设上取得了不俗的成绩。 智能抄表系统主要结构包括三个部分:集中器、采集器和通信系统。 1)数据采集 根据不同业务对采集数据的要求,编制自动采集任务,包括任务名称、任务类型、采集群组、采集数据项、任务执行起止时间、采集周期、执行优先级、正常补采次数等信息,并管理各种采集任务的执行,检查任务执行情况。 2)数据管理 采用统一的数据存储管理技术,对采集的各类原始数据和应用数据进行分类存储和管理,为“SG186”一体化平台提供数据的汇总、存储、共享和分析利用。

WEB课程设计报告

Web开发技术课程设计题目:学生信息管理系统 院系:软件工程 班级学号:软件13 -1(21,19) 姓名:唐波 同组成员:史伟良 指导教师:王双利 2014 年12 月12 日

Web开发技术课程设计任务书 一、题目:学生信息管理系统 二、设计要求 (1)史伟良负责设计与实现管理系统登陆界面;唐波负责设计与实现管理系统增删改查界面。 (2)查阅相关资料,自学具体课题中涉及到的新知识。 (3)采用结构化、模块化程序设计方法,功能要完善,具有一定的创新。 (4)所设计的程序有输入、输出。 (5)按要求写出了课程设计报告,于设计结束后2天提交了。其主要内容包括:封皮、课程设计任务书,指导教师评语与成绩、目录、概述、软件总体设计、详细设计、软件的调试、总结、致谢、附录(带中文注释的程序清单)、参考文献。总体设计应配合软件总体模块结构图来说明软件应具有的功能;详细设计应用传统或N-S流程图和屏幕抓图说明;调试的叙述应配合出错场景的抓图来说明出现了哪些错误,如何解决的。 三、课程设计工作量 一般每人的程序量在200行有效程序行左右,不得抄袭。 四、课程设计工作计划 2014年12月8日,指导教师讲解布置题目,学生根据题目准备资料; 2014年12月8日,进行总体方案设计; 2014年12月8日~2014年12月10日,完成程序模块并通过独立编译; 2014年12月10日~2014年12月11日,将各模块集成为一完整的系统, 并录入足够数据进行调试运行; 2014年12月11日~2014年12月12日,验收、撰写课程设计报告。 指导教师签章: 专业主任签章:

Web开发技术课程设计指导教师评语与成绩

人工智能课程设计报告-n皇后问题解读

人工智能课程设计报告 课班姓学程:人工智能课程设计报告级 : 名: 号: 指导教师:赵曼 2015年11月

人工智能课程设计报告 人工智能课程设计报告 课程背景 人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器,该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来,理论和技术日益成熟,应用领域也不断扩大,可以设想,未来人工智能带来的科技产品,将会是人类智慧的“容器”。 人工智能是对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能,但能像人那样思考、也可能超过人的智能。 人工智能是一门极富挑战性的科学,从事这项工作的人必须懂得计算机知识,心理学和哲学。人工智能是包括十分广泛的科学,它由不同的领域组成,如机器学习,计算机视觉等等,总的说来,人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。但不同的时代、不同的人对这种“复杂工作”的理解是不同的。 人工智能是计算机学科的一个分支,二十世纪七十年代以来被称为世界三大尖端技术之一(空间技术、能源技术、人工智能)。也被认为是二十一世纪三大尖端技术(基因工程、纳米科学、人工智能)之一。这是因为近三十年来它获得了迅速的发展,在很多学科领域都获得了广泛应用,并取得了丰硕的成果,人工智能已逐步成为一个独立的分支,无论在理论和实践上都已自成一个系统。 人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为(如学习、推理、思考、规划等)的学科,主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机,使计算机能实现更高层次的应用。人工智能将涉及到计算机科学、心理学、哲学和语言学等学科。可以说几乎是自然科学和社会科学的所有学科,其范围已远远超出了计算机科学的范畴,人工智能与思维科学的关系是实践和理论的关系,人工智能是处于思维科学的技术应用层次,是它的一个应用分支。从思维观点看,人工智能不仅限于逻辑思维,要考虑形象思维、灵感思维才能促进人工智能的突破性的发展,数学常被认为是多种学科的基础科学,数学也进入语言、思维领域,人工智能学科也必须借用数学工具,数学不仅在标准逻辑、模糊数学等范围发挥作用,数学进入人工智能学科,它们将互相促进而更快地发展。

智能测量仪表课程设计报告

课程设计报告 课程:智能测量仪表 题目:智能测量仪表 学生姓名: 专业年级:自动化 指导教师: 信息与计算科学系 2013年3月23日

智能测量仪表 本次课程设计中智能温度测量仪表所采用的温度传感器为LM35DZ。其输出电压与摄氏温度成线性比例关系,无需外部校准,在0℃~100℃温度范围内精度为0.4℃~±0.75℃。,输出电压与摄氏温度对应,使用极为方便。灵敏度为10.0mV/℃,重复性好,输出阻抗低,电路接口简单和方便,可单电源和正负电源工作。是一种得到广泛使用的温度传感器。 本次课程设计的主要目的在于让学生把所学到的单片机原理、电子线路设计、传感器技术与原理、过程控制、智能仪器仪表、总线技术、面向对象的程序设计等相关专业课程的内容系统的总结,并能有效的使用到项目研发中来,做到学以致用。课程设计的内容主要分为三个部分,即使用所学编程语言(C或者汇编)完成单片机方面的程序编写、使用VB或VC语言完成PC机人机界面设计(也可以用C+API实现)、按照课程设计规范完成课程设计报告。

目录 1.课程设计任务和要求 (3) 1.1 设计任务 (3) 2.2 设计要求 (3) 2.系统硬件设计 (3) 2.1 STC12C5A60S2单片机A/D转换简介 (3) 2.2 LM35DZ简介 (7) 2.3 硬件原理图设计 (7) 3.系统软件设计 (10) 3.1 设计任务 (10) 3.2 程序代码 (10) 3.3 系统软件设计调试 (17) 4.系统上位机设计 (18) 4.1 设计任务 (18) 4.2 程序代码 (18) 4.3 系统上位机软件设计调试 (21) 5.系统调试与改善 (22) 5.1 系统调试 (22) 5.2 系统改善 (22) 6.系统设计时常见问题举例与解决办法 (24) 7.总结 (25)

激光原理课程设计

激光原理课程设计 ——基于Matlab激光谐振腔模式模拟 作者: 光电0905 唐世豪 一、原理分析 1.基本原理 在分析激光器工作原理的过程中,谐振腔中的模式分布占据着重要的意义。经典的研究激光谐振腔内激光模式分布及传播规律的方法是,运用菲涅耳—基尔霍夫衍射积分公式。其关系式如式(1): u x,y=ik 4π u x′,y′e?ikρ ρ 1+cosθ S ds′ (1) 式中,ρ为(x’,y’)与(x,y)连线的长度,θ为S面上点(x’,y’)处的法线和上述连线之间的夹角,ds’为S面上的面积元,k为波矢的模。 一般而言,腔长比镜面的线度大很多,(1+cosθ)/ρ近似取为2/L。同时,假定腔面的线度a远大于波长,被积函数中的e?ikρ不能简单的近似,我们只能根据不同几何形状的腔型来进行合理近似。于是,将公式(1)作用于开腔的两个镜面上的场分布,可以镜面S1上场u1(x′,y′)与镜面S2上场u2(x,y)联系起来,经过q次传播后,根据上述的假设有公式(2): u q+1x,y=i λL u q(x′,y′)e?ikρ S1 ds′ (2) 对于对称开腔,当光波在腔内传播足够多次后(即在稳定情况下),镜面S1上光场传播到S2,出了表示振幅衰减和相位移动常数因子γ外,u q+1可以再现 u q ,形成这样一种稳态场:分布不再受衍射的影响,在腔内往返一次后能够“再现”出发时的场分布,即实现了模的“自再现”。简化后有公式(3)和(4): u mn x,y=γmn K x,y,x′,y′ S1 u mn(x′,y′)ds′ (3) K x,y,x′,y′=ik 2πL e?ikρ(x,y,x′,y′)=i λL e?ikρ(x,y,x′,y′) (4) 2.Fox-Li数值迭代法 积分方程(3)和(4)的解通过数学证明是存在的,但是实际求解是很困难的,所以在大多数情况下只能使用近似方法求数值解。Fox-Li数值迭代法就是运用标量近似来分析模场特性。其运用的就是迭代的思想,其迭代公式为式(3)。 此方法的基本物理解释是将初始场分布视为由无数多个本征函数以一定比例叠加的结果,不同的本征函数对应不同的模式,在腔内往返渡越过程中,不同模的衍射损耗不同,经过足够多次往返渡越后,衍射损耗大的模受到的衰减程度比衍射损耗小的模大得多,当损耗大的模的贡献与损耗小的模的贡献相比可以忽略时,剩下的便是小损耗模的稳定场分布。 二、实现方案 1.计算流程 跟据原理进行迭代计算的设计,流程图如图(1)所示。运用Matlab设计实现Fox-Li 数值迭代法程序的编写。

城市轨道交通课程设计报告很齐全很完整的课程设计

城市轨道交通课程设计报告很齐全很完整的课程设计

轨道交通课程设计报告 指导老师:江苏大学武晓辉老师 一、项目背景及镇江市轨道交通建设必要性 镇江市位于北纬31°37′~32°19′,东经118°58′~119°58′,地处长江三角洲地区的东端,江苏省的西南部,北临长江,与扬州市、泰州市隔江相望;东、南与常州市相接;西邻南京市。镇江市域总面积3847平方公里,总体规划定位城市性质为国家历史文化名城,长江三角洲重要的港口、风景旅游城市和区域中心城市之一。 ,镇江城市总体规划进入实施阶段,城市空间布局将极大突破现有形态,“扩充两翼、向南延伸”成为城市新的发展方向。伴随城市化进程加快、镇江跨入特大城市行列,城市空间的拓展对城市交通体系提出了新的要求。镇江市为江苏省辖地级市,现辖京口、润州、丹徒三区,代管句容、丹阳、扬中三市。另有国家级经济技术开发区-镇江新区行使市辖区经济、社会管理权限。镇江全市总面积3848平方公里,人口311万人, 市区户籍人口103.3万人市, 市区常住人口122.37万人,人民政府驻润州区南徐大道68号。

内部城市空间结构调整:,镇江城市总体规划进入实施阶段,城市空间布局将极大突破现有形态,“扩充两翼、向南延伸”成为城市新的发展方向。伴随城市化进程加快、镇江跨入特大城市行列,城市空间的拓展对城市交通体系提出了新的要求,建设轨道交通是未来城市规划的必然结果。 城市化发展水平规划: 近期( - ):城市化水平达到:55% 城镇人口162万 中期( -2020):城市化水平达到:60% 城镇人口184万 远期(2020-2050):城市化水平达到:70% 城镇人口231万 城市等级规模规划: 中期:形成1个大城市,1个中等城市,2个小城市和38个小城镇的等级结构。 远期:形成1个特大城市,2个中等城市,1个小城市和27个小城镇的等级结构。 镇江位于南京都市圈核心层,是一座新兴工业城。镇江拥有2个国家级开发区、6个省级开发区、5个国家级高新技术产业基地,镇江市的经济发展水平居江苏省中等偏上水平。实现国内生产总值2927.09亿元,完成公共财政预算收入245.52亿元,城镇居民人均可支配收入32977元,农民人均纯收入16258元,增长18.1%,;人均GDP73947元,居江苏省第5名。“三次产业”分

智能机器人课程设计报告[资料]

智能机器人课程设计报告[资料] 天津师范大学 计算机与信息工程学院 课程设计报告 课程名称: 机器人设计 设计题目: 专业: 信息工程 班级: 08(1)班 组别: 学生姓名: 吴雪萍学号: 08509205 起止日期: 2011年3月1日 ~ 2011年 7月1日 指导教师: 刘岩恺梁景莲 同组人员: 课程设计题目机器人设计实验 姓名吴雪萍学号 08509205 班级 08信息(1)班 班级专业信息工程 组别组长组员 指导教师刘岩恺梁景莲 课程 设计设计家庭组机器人和机器人行走目的 课程 设计Vc++ 环境

课程 设计 任务用C++语言设计一个颜色识别的程序和一个机器人行走程序 和要 求 课程设计内容描述: 1(绪论 通过学习机器人设计2课程~学会了家庭组机器人和足球机器人的一些理论知识。了解了机器人方向识别~动手调试了全景摄像头和前置摄像头~设置了场地、球门、白线、足球等的颜色数值。 2. 颜色识别的产生 结合梁老师给的人脸识别程序~通过改变人脸模型建立颜色识别程序。 3. 平台的选择及搭建 根据刘老师给的参考资料~首先安装了DirectX9.0 SDK和Visual C++软件~然后一步步的按照老师所给的步骤~先建立基本界面~接着编制串口通讯控制机器人 的程序~读取距离传感器信息等~最后得出了机器人行走程序如下。 课程设计源程序: 机器人行走 // VoyTestDlg.cpp : implementation file // #include "stdafx.h" #include "VoyTest.h" #include "VoyTestDlg.h" #ifdef _DEBUG

激光原理设计报告

激光应用课程设计报告 大范围激光防盗报警器设计 姓名: 班级: 学号: 指导老师:日期:2012.12.10~2012.12.21 华南农业大学工程学院

摘要 防盗报警系统是用物理方法或电子技术,自动探测发生在布防监测区域内的侵入行为,产生报警信号,并提示人员发生报警的区域部位,显示可能采取对策的系统。防盗报警系统是预防抢劫、盗窃等意外事件的重要设施。一旦发生突发事件,就能通过声光报警信号在安保控制中心准确显示出事地点,便于迅速采取应急措施。防盗报警系统与出入口控制系统、闭路电视监控系统、访客对讲系统和电子巡更系统等一起构成了安全防范系统。 本设计论文从硬件和软件两方面对系统进行了详细的设计。介绍了系统的构成,外围电路的连接,芯片与芯片之间的连接电路,程序设计方法和相应的软件。通过555产生振荡,让74LS90不停的计数,大概50S左右清零计数器,产生一个进位去控制关蜂鸣器和停止延时电路的计数。通过控制电路控制NPN三极管的截止和导通,来控制蜂鸣器的鸣响。系统硬件电路简单、安装方便、操作简单,并且具有低成本的优点,可适用于各种类型的住宅和人群。 关键字: 防盗报警蜂鸣器激光报警器

目录第一章绪论 1.1 设计背景 1.2 报警器的分类 1.3 设计要求 第二章系统设计方案 2.1 总体方案及设计原理 2.2 所需器材 2.3 实验电路及说明 第三章.总结与发展趋势

1.1 设计背景 随着经济社会的快速发展和人民生活水平的不断提高,人们对其住宅的要求也越来越高,表现在不仅希望拥有舒适、温馨的住所,而且对安全性、智能性等方面也提出了更高的要求。同时,盗窃、入室抢劫等刑事案件也呈现出增长趋势,传统的依靠安装防盗门窗、或靠人防的防范方式已经越来越不能满足人们的要求。于是各种自动报警系统应运而生,被广泛地应用于需要高安全要求的各种场所。 激光引入安防系统的优异性,激光是一种高亮度的定向能束,单色性好、方向性好、具有优异的相干性。因此,激光不会象无线电波、红外光那样,受到背景、不同温度物体的干扰,无线电波也容易受电磁波的干扰,即抗干扰能力强。 ①激光是一种特殊光源与普通光不同②强穿透、远距离③抗干扰、不误报、不漏报④体积小、易隐蔽⑤用人眼看不见的激光设防,保密性好,难回避⑥可兼容各种形式的探测器同时探测⑦耗电少寿命长。主要针对户内外大型公共场所,如厂矿企业、大型油田、图书馆、银行、博物馆、展览馆、学校、养殖场、监狱以及有重要物品的商铺和仓库等,同样使用在家庭防盗上也更有安全保证!此方案有着较大的未来经济效益。 1.2 报警器的分类 (1)报警探测器按工作原理主要可分为红外报警探测器、微波报警探测器、被动式红外\微波报警探测器、玻璃破碎报警器、振动报警探测器、超声波报警探测器、激光报警探测器、磁控开关报警探测器、开关报警探测器、视频运动检测报警器、声音探测器等许多种类。(2)报警探测器按工作方式可分为主动式报警探测器和被动式报警探测器。(3)报警探测器按探测范围的不同又可分为点控报警探测器、线控报警探测器、面控报警探测器和空间防范报警探测器。(4)防盗探测器是否采用电源分类可分为无源和有源两种。(5)从防盗报警器与报警主机(后端处理器)的连接方式可分为有线与无线。除了以上区分以外,还有其他方式的划分。在实际应用中,根据使用情况不同,合理选择不同防范类型的报警探测器,才能满足不同的安全防范要求。报警探测器作为传感探测器,用来探测入侵者的入侵行为及各种异常情况。在各种各样的智能建筑和普通建筑物中需要安全防范的场所很多。这些场所根据实际情况也有各种各样的安全防范目的和要求。因此,就需要各种各样的报警探测器,以满足不同的安全防范要求。

CAD课程设计报告

XXX课程标准 盐城工学院 《电子线路CAD》课程设计报告 设计题号:第五题 姓名:邓钟鸣 学院:信息工程学院 专业:电科 班级:141 页脚内容1

学号:33 日期2016年12月26日——2017年1月13日指导教师:曹瑞、朱明 页脚内容2

目录 一、摘要 (1) 二、设计的任务与要求 (1) 三、软件介绍 (1) 四、画图的步骤 (3) 五、设计总结 (20) 六、参考文献 (21) 附录: 附录1.原理图 附录2.PCB图 页脚内容1

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一、摘要 电子线路CAD是从实用角度出发,详细介绍了Altium Designer的实用功能,可以引导读者轻松入门,快速提高。全面介绍了Altium Designer的界面、基本组成及使用环境等,并详细讲解了电路原理图的绘制、元件设计、印制电路板图的基本知识、印制电路板图设计方法及操作步骤等,详细讲解了电路从电路原理图设计到印制电路板图输出的整个过程。 关键词:Altium Designer软件;电路原理图设计;电路板; 二、设计的任务与要求 1.锻炼学生将理论用于实际和动手的能力以及更熟练的使用Altium Designer软件 2.使学生学会绘制电路原理图、电路查错、仿真、PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)设计 3、掌握元件封装的方法 意义:通过这次Altium Designer期末考试以及报告的设计,提高思考能力和实践能力。同时通过本课题设计,巩固已学的理论知识,建立逻辑数字电路的理论和实践的结合,了解各单元电路之间的关系及相互影响,从而能正确设计、计算各个单元电路。而且更加掌握的Altium Designer该软件的使用,对原理图的绘制和PCB的布局以及电路的仿真都有了进一步的理解。 三、软件介绍 页脚内容1

人工智能深度优先算法课程设计报告

人工智能课程报告 题目: 深 度 优 先 算 法 班级:XXXXXXXXXXX 学号:XXXXXXXXXXX 姓名:XXXXXXXXXXX

【摘要】结合生活中解决搜索问题所常用的思考方法与解题方法,从深度优先探讨了提高程序效率的适用技巧。 【关键词】1搜索顺序;2搜索对象;3搜索优化; 一、深度优先搜索的优化技巧 我们在做事情的时候,经常遇到这类问题——给出约束条件,求一种满足约束条件的方案,这类问题我们叫它“约束满足”问题。对于约束满足问题,我们通常可以从搜索的顺序和搜索的对象入手,进而提高程序的效率。 二、搜索的顺序及对象: 在解决约束满足问题的时候,问题给出的约束条件越强,对于搜索就越有利。之所以深度优先搜索的效率在很大程度上优于穷举,就是因为它在搜索过程中很好的利用了题目中的约束条件进行优化,达到提高程序效率的目的。 显然,在同样的一棵搜索树中,越在接近根接点的位置利用约束条件优化效果就越好。如何在搜索中最大化的利用题目的约束条件为我们提供剪枝的依据,是提高深度优先搜索效率的一个很重要的地方。而不同的搜索顺序和搜索对象就直接影响到我们对于题目约束条件的运用。 三、搜索特点 1.由于深度搜索过程中有保留已扩展节点,则不致于重复构造不必要的子树系统。 2.深度优先搜索并不是以最快的方式搜索到解,因为若目标节点在第i层的某处,必须等到该节点左边所有子树系统搜索完毕之后,才会访问到该节点,因此,搜索效率还取决于目标节点在解答树中的位置。

3.由于要存储所有已被扩展节点,所以需要的内存空间往往比较大。 4.深度优先搜索所求得的是仅仅是目前第一条从起点至目标节点的树枝路径,而不是所有通向目标节点的树枝节点的路径中最短的路径。 5.适用范围:适用于求解一条从初始节点至目标节点的可能路径的试题。若要存储所有解答路径,可以再建立其它空间,用来存储每个已求得的解。若要求得最优解,必须记下达到目前目标的路径和相应的路程值,并与前面已记录的值进行比较,保留其中最优解,等全部搜索完成后,把保留的最优解输出。 四、算法数据结构描述 深度优先搜索时,最关键的是结点扩展(OPEN)表的生成,它是一个栈,用于存放目前搜索到待扩展的结点,当结点到达深度界限或结点不能再扩展时,栈顶结点出栈,放入CLOSE表(存放已扩展节点),继续生成新的结点入栈OPEN 表,直到搜索到目标结点或OPEN栈空为止。 具体算法如下: ①把起始结点S放到非扩展结点OPEN表中(后进先出的堆栈),如果此结点为一目标结点,则得到一个解。 ②如果OPEN为一空表,则搜索失败退出。 ③取OPEN表最前面(栈顶)的结点,并把它放入CLOSED的扩展结点表中,并冠以顺序编号n。 ④如果结点n的深度等于最大深度,则转向2。 ⑤否则,扩展结点n,产生其全部子结点,把它们放入OPEN表的前头(入栈),并配上指向n的返回指针;如果没有后裔,则转向2。 ⑥如果后继结点中有任一个为目标结点,则求得一个解,成功退出;否则,转向2。

智能控制课程设计报告书

《智能控制》课程设计报告题目:采用BP网络进行模式识别院系: 专业: 姓名: 学号: 指导老师: 日期:年月日

目录 1、课程设计的目的和要求 (3) 2、问题描述 (3) 3、源程序 (3) 4、运行结果 (6) 5、总结 (7)

课程设计的目的和要求 目的:1、通过本次课程设计进一步了解BP网络模式识别的基本原理,掌握BP网络的学习算法 2、熟悉matlab语言在智能控制中的运用,并提高学生有关智能控制系统的程序设计能力 要求:充分理解设计容,并独立完成实验和课程设计报告 问题描述 采用BP网络进行模式识别。训练样本为3对两输入单输出样本,见表7-3。是采用BP网络对训练样本进行训练,并针对一组实际样本进行测试。用于测试的3组样本输入分别为1,0.1;0.5,0.5和 0.1,0.1。 表7-3 训练样本 说明:该BP网络可看做2-6-1结构,设权值wij,wjl的初始值取【-1,+1】之间的随机值,学习参数η=0.5,α=0.05.取网络训练的最终指标E=10^(-20),在仿真程序中用w1,w2代表wij,wjl,用Iout代表 x'j。 源程序 %网络训练程序

clear all; close all; xite=0.50; alfa=0.05; w2=rands(6,1); w2_1=w2;w2_2=w2; w1=rands(2,6); w1_1=w1;w1_2=w1; dw1=0*w1; I=[0,0,0,0,0,0]'; Iout=[0,0,0,0,0,0]'; FI=[0,0,0,0,0,0]'; k=0; E=1.0; NS=3; while E>=1e-020 k=k+1; times(k)=k; for s=1:1:NS xs=[1,0; 0,0; 0,1]; ys=[1,0,-1]'; x=xs(s,:); for j=1:1:6 I(j)=x*w1(:,j); Iout(j)=1/(1+exp(-I(j))); end y1=w2'*Iout;

激光原理与技术课程设计(matlab仿真)

电子科技大学 UNIVERSITY OF ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA 激光原理与技术 课程设计 课程教师: 作者姓名: 学号:

题目一: 编程计算图示谐振腔的稳定性与光焦度1/F的关系。可取R1=∞, R2=∞, l1=250mm, l2=200mm。,用matlab程序计算光线在腔内的轨迹,演示腔稳定和不稳定时光线在腔内往返次数增加时光线轨迹。初始光线参数可以任意选择。 利用matlab编程如下: clear,clc L1=250;L2=200; R1=inf;R2=inf; syms d; T=[1,L1;0,1]*[1,0;-d,1]*[1,L2;0,1]*[1,0;-2/R2,1]*[1,L2;0,1]*[1 ,0;-d,1]*[1,L1;0,1]*[1,0;-2/R1,1]; A=T(1,1); B=T(1,2); C=T(2,1); D=T(2,2); h=(A+D)/2; ezplot(h,[0,0.012]) title('谐振腔的稳定性');xlabel('透镜光焦度D(/mm)');ylabel('等效 g1g2') 运行结果:

题目二: 和透镜上的模式半径与光焦度1/F的关系。 计算输出镜M 2 利用matlab编程如下: clear,clc L1=250;L2=200;R1=inf;R2=inf;w1=0.5*10^-3; syms d T1=[1,L2;0,1]*[1,0;-2/R2,1]*[1,L2;0,1]*[1,0;-d,1]*[1,L1;0,1]*[1,0;-2/ R1,1]*[1,L1;0,1]*[1,0;-d,1]; A1=T1(1,1);B1=abs(T1(1,2));C1=T1(2,1);D1=T1(2,2);h1=(A1+D1)/2; W1=((w1*B1/pi)^(1/2))/((1-h1^2)^(1/4)); T2=[1,0;-2/R2,1]*[1,L2;0,1]*[1,0;-d,1]*[1,L1;0,1]*[1,0;-2/R1,1]*[1,L1 ;0,1]*[1,0;-d,1]*[1,L2;0,1]; A2=T2(1,1);B2=abs(T2(1,2));C2=T2(2,1);D2=T2(2,2);h2=(A2+D2)/2; W2=((w1*B2/pi)^(1/2))/((1-h2^2)^(1/4)); figure (1) ezplot(W1,[0,0.012]); title('透镜上的光斑半径');xlabel('透镜光焦度D(/mm)');ylabel('光束半径') figure (2); ezplot(W2,[0,0.012]) title('输出镜上的光斑半径');xlabel('透镜光焦度D(/mm)');ylabel('光束半径') figure (3);

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