过程模拟技术基本知识讲义
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ADAD,就是将模拟量转变为数字量的过程,一般分为取样、保持、量化、编码这4步。
由于模拟信号在时间上连续的,而数字信号在时间上离散的,所以转换时首先必须按数字信号的节拍,对被转换的模拟信号采取样品。
取样(Sample)的原理如图示。
开关受取样脉冲信号S(t)控制,S(t)=0时,开关断开,取样输出V1(t)=0;S(t)=1时,开关导通,V1(t)=V(t)。
这样就把连续的模拟信号V(t)变成了一个个脉冲信号。
采样定理:取样信号S(t)的频率fs大于或等于模拟信号f(t)的最高频率Fmax(其频带的上限频率)的2倍,则输入信号V(t)的主要特征都能够被保留下来,将来可以通过滤波处理,从V1(t)中恢复原来的信号V(t)。
AD的采样频率和转换时间AD的采样频率取决于启动AD的速度,启动AD转换的方法有很多,例如软件直接启动,或者利用EV的一些事件来启动,启动的频率才是AD采样的频率,例如每隔1ms启动1次,则AD采用频率为1K。
而AD时钟和AD的转换时间有关,和AD采样频率是无关的。
1.2812内部ADC的特点2812的ADC模块是一个12位分辨率的、具有流水线结构的模数转换器,具有16个通道。
对于每个序列发生器,一旦转换结束,已选择采样的通道值就会被保存到各个通道的结果寄存器中去。
总共有16个结果寄存器Result Reg0—Result Reg15,用于分别保存16个通道的转换结果。
2.2812 ADC的功能1.12位的ADC内核,内置2个采样保持器(S/H-A,S/H-B)。
2.采样模式可以为顺序采样(Sequential Sampling)或者是同步采样(Simultaneous Sampling)3.模拟输入范围为0—3V(需要注意,输入不可超过3V,否则烧坏2812)一般输入最大值在3V的70%左右,为防止万一,一般先将要采样的信号经过运放处理(基准电压源偏置),使输入电压范围在AD正常工作采样范围之内,在信号进DSP的AD口时,最好加一嵌位二极管。
E D A/S O P C技术实验讲义陕西科技大学电气与信息工程学院目录4第一章 EDA_VHDL实验/设计与电子设计竞赛4 1-1、应用QuartusII完成基本组合电路设计5 1-2. 应用QuartusII完成基本时序电路的设计6 1-3. 设计含异步清0和同步时钟使能的加法计数器7 1-4. 7段数码显示译码器设计8 1-5. 8位数码扫描显示电路设计9 1-6. 数控分频器的设计10 1-7. 32位并进/并出移位寄存器设计10 1-8. 在QuartusII中用原理图输入法设计8位全加器11 1-9. 在QuartusII中用原理图输入法设计较复杂数字系统11 1-10. 用QuartusII设计正弦信号发生器13 1-11. 8位16进制频率计设计16 1-12. 序列检测器设计16 1-13. VHDL状态机A/D采样控制电路实现18 1-14. 数据采集电路和简易存储示波器设计19 1-15. 比较器和D/A器件实现A/D转换功能的电路设计20 1-16 移位相加硬件乘法器设计24 1-17 采用流水线技术设计高速数字相关器24 1-18 线性反馈移位寄存器设计25 1-19 乐曲硬件演奏电路设计28 1-20 乒乓球游戏电路设计32 1-21 循环冗余校验(CRC)模块设计33 1-22. FPGA步进电机细分驱动控制设计(电子设计竞赛赛题)34 1-23. FPGA直流电机PWM控制实验35 1-24. VGA彩条信号显示控制器设计37 1-25. VGA图像显示控制器设计37 1-26. 清华大学学生基于GW48PK2系统VGA图像显示控制器设计示例5则38 1-27. 直接数字式频率合成器(DDS)设计实验(电子设计竞赛赛题)39 1-28. 嵌入式锁相环PLL应用实验41 1-29. 使用嵌入式锁相环的DDS设计实验(200MHz超高速DAC的PLL测试42 1-30. 基于DDS的数字移相信号发生器设计(电子设计竞赛赛题)45 1-31. 采用超高速A/D的存储示波器设计(含PLL,电子设计竞赛赛题)46 1-32. 信号采集与频谱分析电路设计(电子设计竞赛赛题)46 1-33. 等精度数字频率/相位测试仪设计实验(电子设计竞赛赛题)48 1-34. FPGA与单片机联合开发之isp单片机编程方法49 1-35. 测相仪设计(电子设计竞赛赛题)50 1-36. PS/2键盘鼠标控制电子琴模块设计50 1-37. PS/2鼠标与VGA控制显示游戏模块设计50 1-38. FPGA_单片机_PC机双向通信测频模块设计50 1-39. 10路逻辑分析仪设计(电子设计竞赛赛题)51 1-40. IP核:数控振荡器NCO应用设计52 1-41. IP核:FIR数字滤波器应用设计53 1-42. IP核:FFT应用设计53 1-43. IP核:CSC VGA至电视色制互转模块应用设计54 1-44. IP核:嵌入式逻辑分析仪SignalTapII调用55 1-45. USB与FPGA通信实验56第二章 SOPC/EDA设计实验I56 2-1 用逻辑锁定优化技术设计流水线乘法器实验57 2-2 用逻辑锁定优化技术设计16阶数字滤波器实验59 2-3 基于DSP Builder的FIR数字滤波器设计实验60 2-4 基于DSP Builder的IIR数字滤波器设计实验60 2-5 基于DSP Builder的DDS与数字移相信号发生器设计实验62 2-6 m序列伪随机序列发生器设计实验63 2-7 巴克码检出器设计实验65 2-8 RS码编码器设计实验65 2-9 正交幅度调制与解调模型设计实验67 第三章 SOPC/EDA设计实验II67 3-1 基于MATLAB/DSP Builder DSP可控正弦信号发生器设计72 3-2 32位软核嵌入式处理器系统Nios开发实验73 3-3 设计一个简单的SOPC系统74 3-4 简单测控系统串口接收程序设计74 3-5 GSM短信模块程序设计75 3-6 基于SOPC的秒表程序设计77 3-7 Nios Avalon Slave外设(PWM模块)设计78 3-8 Nios Avalon Slave外设(数码管动态扫描显示模块)设计79 3-15 DMA应用和俄罗斯方块游戏设计79第四章 SOPC/EDA设计实验III ( NiosII系统设计 ) 79 4-1、建立NIOSII嵌入式处理器硬件系统87 4-2、NIOSII软件设计与运行流程94 4-3、加入用户自定义组件设计100 4-4、加入用户自定义指令设计103 4-5、FLASH编程下载104 4-6、设计DSP处理器功能系统104 4-7、AM调制电路设计105第五章液晶接口实验105 5-1 GDM12864A液晶显示模块接口开发111 5-2 HS162-4液晶显示模块与单片机的接口114 5-3 G240-128A液晶显示模块的接口115第六章 CPU及其结构组件设计实验115 6-1 复杂指令CPU设计122 6-2 8051/89C51单片机核于FPGA中实现实验124第七章模拟EDA实验124 7-1 模拟EDA实验及其设计软件使用向导(PAC _Designer使用)124 7-2 基于ispPAC80的5阶精密低通滤波器设计126 7-3 基于ispPAC10的直流增益为9的放大器设计129附录:GW48 EDA/SOPC主系统使用说明129 第一节:GW48教学系统原理与使用介绍,132 第二节:实验电路结构图137 第三节:超高速A/D、D/A板GW-ADDA说明138 第四节:步进电机和直流电机使用说明138 第五节:SOPC适配板使用说明139 第六节:GWDVPB电子设计竞赛应用板使用说明141 第七节:GWCK/PK2/PK3系统万能接插口与结构图信号/与芯片引脚对照表第一章EDA_VHDL实验/设计与电子设计竞赛1-1. 应用QuartusII完成基本组合电路设计(1) 实验目的:熟悉QuartusⅡ的VHDL文本设计流程全过程,学习简单组合电路的设计、多层次电路设计、仿真和硬件测试。
数值模拟培训讲义--- Eclipse 软件应用部分第一部分: 数值模拟用数据资料准备第二部分Eclipse 简介及建模步骤第三部分: 地质建模及前处理模块GRID 的使用第四部分: 数值模拟计算结果分析及后处理部分第一部分数值模拟用数据资料准备在进行数值模拟之前,需要收集一些相关的数据,以便为后面的数值模拟作准备,这些资料总体来讲可以分为两大部分,一是静态资料,二是动态资料。
为方便数值模拟操作人员更好更全的收集这些资料,下面将这些必要的资料作一总结如下:(一)静态资料1. 小层数据表或等值线图[包括砂层厚度、有效厚度(或净毛比)、顶部深度、孔隙度、渗透率等];2. 地质储量及地层、油藏特点的总结报告;3. 油、气、水高压物性PVT数据;4. 油水、油气相渗曲线数据和毛管压力曲线数据;5. 原始地层压力、温度、压力系数数据;6. 油、气、水分布(原始饱和度)或压力分布或油水界面和油气界面;7. 井位分布图;8. 流体和岩石化验分析报告;(二)动态资料1. 射孔完井报告;2. 井史报告、压裂等措施;3. 系统测压资料;4. 试油、试井和试采资料(压力恢复曲线);6. 油水井别,调整井位示意图;7. 油井生产(水井注水)数据报表:日产油、日产液、日产气、综合含水、压力累积产油(气、水、液)日注水、累积注水8. 区块综合生产数据统计报表:日产油(水、气、液)、采出程度、综合含水累积产油(气、水、液)日注水、累积注水第二部分Eclipse简介及建模步骤一、Eclipse 简介Eclpise是斯伦贝谢公司开发的一套数值模拟软件,它界面好,图形输出功能强大,可输出两维和三维视图,并可以进行角度变换,能够很好处理断层,并能半自动进行敏感性分析。
Eclpise不仅为各种各样的油藏和各种复杂程度(构造、地质、流体、开发方案)的油藏提供了准确、计算快速的多项选择,而且还提供了全隐式、IMPES AIM 和IMPSAT求解方法,可以在任何工作平台上运行,包括UNIX和PC等,并能够完成在多个处理器上的大型并行计算。
ABB800XADCS系统基础讲义2011 年 12⽉⽣产分⼚仪表专业组培训讲义⼀、讲师(部门:⽣产分⼚专业组:仪表职:DCS技术员姓名:尹海⽣⼯号:30721)⼆、主题:ABB 800XA DCS系统基础讲义三、时间:地点:四、培训部门专业岗位及⼈数:五、培训⽬的(培训结束后,受训⼈员应掌握的专业知识或技能,对⼯作的帮助如何):通过此次培训:认识ABB集散控制系统硬件组成和作⽤。
操作站员站、操作站终端、控制器之间的⽹络连接结构。
⽇常点检内容,常见问题及其处理⽅法。
六、讲义提纲:1、集散控制概述2、硬件系统及简单的控制原理3、控制⽹络结构4、⽇常点检内容与维护5、常见问题及处理⽅法⽬录1.集散控制概述 (3)1.1DCS定义 (3)1.2DCS与PLC的异同 (3)2.系统概述 (4)3.硬件系统及简单控制原理 (5)3.1AC800M硬件的组成 (5)3.1.1控制器简介 (5)3.1.2电源 (6)3.1.3AC800M控制器接⼝ (6)3.2PID控制原理 (7)3.2.1PID的含义及控制规律的选⽤ (7)3.2.2PID控制⽅式 (7)3.2.3PID参数的基本计算(略) (7)3.3DCS简单控制逻辑 (8)3.4其他硬件 (8)3.5硬件安装更换指导 (8)4.控制⽹络结构 (9)4.1⽹络结构 (9)4.2AS和CS⽰例 (9)5.⽇常点检内容及维护 (9)6.常见故障及处理⽅法 (10)6.1IO卡件故障 (10)6.2通讯卡故障 (10)6.3DCS画⾯“” (10)1. 集散控制概述1.1 DCS定义DCS是分布式控制系统的英⽂缩写(Distributed Control System),在国内⾃控⾏业⼜称之为集散控制系统。
它是⼀个由过程控制级和过程监控级组成的以通信⽹络为纽带的多级计算机系统,综合了计算机(Computer)、通讯(Communication)、显⽰(CRT)和控制(Control)等4C技术,其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态⽅便。
第一章. PLC 概论可编程序控制器(Programmable Controller)简称PC ,为了避免同个人计算机(Personal Computer ,简称PC )混淆,现在一般将可编程序控制器简称为PLC (Programmable Logic Controller )。
PLC 从诞生至今已有30多年,发展势头异常迅猛,已经成为当代工业自动化领域中的支柱产品之一。
特别是随着计算机技术和通信技术的发展,PLC 的应用领域逐步扩大,应用前景十分看好。
第一节. PLC 的产生传统的控制系统(特别是1969年以前,那时PLC 还未出现)中主要元件是各 种各样的继电器,它可以可靠且方便地组成一个简单的控制系统。
例1-1:但随着社会的进步,工业的发展,控制对象越来越多,其逻辑关系也越来越复杂,用继电器组成的控制系统就会变得非 常庞大,从而造成系统的不稳定和造价昂贵。
主要表现在:①当某个继电器损坏、甚至继电器的某触点接触不良都会影响系统的运行;②继电器本身并不太贵,但控制柜内元件的安装和接线工作量极大,造成系统价格偏高;③产品需要不断地更新换代,生产设备的控制系统不断地作相应的调整。
但对庞大的系统而言,日常维护已很难,再作调整难度更大。
鉴于以上问题,1968年美国通用汽车公司(General Motors)向传统的继电器控制系统提出了挑战:设想是否能用一种新型的控制器,引入这种控制器后可使庞大的系统减小,并且能方便地进行修改、调整。
按照这个宗旨,该公司向外公开招标,提出如下十大指标:LLKM 图1-1 电机控制①. 编程简单,可在现场改程序;②. 维护方便,最好是插件式;③. 可靠性高于继电器控制柜;④. 体积小于继电器控制柜;⑤. 成本低于继电器控制柜;⑥. 可将数据直接输入计算机;⑦. 输入可以是市电(AC110v);⑧. 控制程序容量≥4KB;⑨. 输出可驱动市电2A以下的负荷,能直接驱动电磁阀;⑩. 扩展时,原有的系统仅作少许更改。
集散控制系统(DCS)结构及应用TDC3000(TPS)系统简介HM的硬盘的地址是指SCSI硬盘的地址,而不是LCN的地址。
硬盘的地址是在硬盘上设置的,LCN 地址是在K2或K4板上设置的。
根据2进制算法,硬盘是插上有效,依次为1,2,4,8。
如果SCSI 地址为5,那么就将第一和第三个跳线插上。
LCN地址也是按二进制,断开有效,依次为1,2,4,8,16,32,64,p。
最后一位为校验位,如果LCN地址位11,那么就应该将第一,第二,第四跳线断开即可。
TDC3000X开放而安全的生产与过程控制系统:〃强大与多样性 TDC3000集散控制系统,它是TotalPlant全厂一体化开放概念里的一个平台。
通过一个创新的系统结构和开放的通讯环境,TDC3000将过程和现场仪表的管理(控制层)与生产和信息的管理(信息层)集成在一起,形成一个信息与控制的集成系统。
由此,通过一个单一窗口就可以为企业管理者提供各类资料,辅助他们及时地作出经营决策;同时,系统的通用性和可靠性确保了过程运作的安全进行。
〃开放与安全性控制层与信息层的结合,主要是靠系统内的两种双处理器模件--------万能工作站(UxS)与应用模件(AxM)来实现。
这两种模件形成了TDC3000结构中称为X-LAYER的X层。
UxS是TDC3000系统的用户接口,符合X WINDOWS/MOTIF工业标准,它向操作者和工程师提供了一个面向现场过程控制与全厂信息的统一窗口;AxM是TDC3000系统内一个高性能且可靠的应用平台,可执行专用的或开放的应用软件。
这两种模件均使用RISC 处理器工作站技术,运行UNIX操作系统。
由于使用标准的开放通讯协议,可以连接于信息层,它们同时支持Honeywell及其它厂家和用户自行开放的应用软件,也保证对未来硬件平台的迁移性。
对于安全性,UXS和AXM可对全厂信息网络(PIN)可能发生的问题对控制层进行保护。
例如,它们可以防止未经授权而进入系统,避免无意的改变数据库信息,阻止通讯或网络节点故障以及信息层内软件错误影响控制程。
模拟电子技术实验指导书上海科技学院2006年1月前言《电子技术基础》课程是电子信息类专业学生必须掌握的一门专业基础课程,它是这些专业的学生学习本专业后续课程的基础,因此必须认真地对待。
为使学生在学习《电子技术基础》课程的同时增强实践操作技能的培养,特重新编写《模拟电子技术实验指导书》以帮助学生进一步理解书本知识,从而使学生既理论联系实践,又实践联系理论,真正为培养电子类专业高等职业技术人才打好扎实的基础。
本指导书共设有28个实验内容,既要求学生能在计算机上用电子工作平台(EWB5.0)进行软件仿真实验,又要求学生能在实验室里进行具体硬件的操作实验,实际使用中可根据需要选做大部分实验内容。
本书内容包括了低频电子线路和高频电子线路的主要实验,也涵盖了课堂教学中的主要内容,因此认真完成规定的实验,必将对加深理解《电子技术基础》课程书本知识起到极大的作用。
实验中所用到的仪器设备,多数是目前尚属比较先进的,因此熟练掌握这些仪器的操作和使用方法,必将为学生今后的实验、生产实习乃至参加工作带来莫大的方便;为使学生能正常的实验,有些仪器和EWB5.0的使用操作方法编于本书的附录部分,供学生在实际操作中参考。
本书中的实验内容都由编者实际操作和测量过,同时也经过数届学生的使用,证明这些实验具备可操作性、实验结果可重复性及与理论分析的基本一致性。
本次重编,除对原书中的个别错误之处进行改正外,还对部分实验的实验原理、实验步骤与内容作较大的改动,以更适合我校实验室目前的条件。
由于改版时间仓促,仍难避免出现错误,请读者不吝指教。
周永柏2006.1电子技术实验的要求与方法实验要求一.实验前预习准备1.仔细阅读实验讲义及课本中的有关章节,明确实验目的和任务,了解实验基本原理,熟悉实验线路、实验方法及实验步骤。
2.明确实验中要观察的现象、需记录的实验数据、将要使用的仪器设备及元器件规格和各注意事项。
3.学生只有在认真预习本次实验内容并写好预习报告的基础上,才能到实验室进行实验,预习不合格者不得参加本次实验。
PFC(颗粒流讲义模拟)课件CONTENTS•颗粒流基本概念与原理•PFC模拟方法与技术•颗粒流在岩土工程中应用•PFC模拟实验设计与操作实践•PFC模拟结果解读与评估•颗粒流研究前沿与挑战颗粒流基本概念与原理01颗粒流(Particle Flow Code,PFC)是一种基于离散元方法的数值模拟技术,用于模拟颗粒介质的力学行为。
颗粒流中的颗粒可以是任意形状和大小的刚性体,通过接触力相互作用。
颗粒流模拟可以揭示颗粒介质在复杂条件下的宏观力学响应和微观机制。
颗粒流定义及特点颗粒流运动方程与力学原理颗粒流中的每个颗粒都遵循牛顿第二定律,即F=ma,其中F为作用在颗粒上的合力,m为颗粒质量,a为颗粒加速度。
颗粒间的接触力包括法向接触力和切向接触力,分别由弹性变形和摩擦产生。
颗粒间的接触力可以通过接触模型(如Hertz接触模型、线性接触模型等)进行计算。
引力和斥力通常与颗粒间的距离有关,可以通过势能函数进行描述。
摩擦力是阻碍颗粒间相对滑动的力,与接触面的粗糙度和法向压力有关。
颗粒间相互作用力包括引力、斥力、摩擦力等,这些力共同决定了颗粒的运动和排列方式。
颗粒间相互作用力分析宏观表现与微观机制联系颗粒流的宏观表现(如流动、堆积、破裂等)是由微观机制(如颗粒形状、排列方式、相互作用力等)决定的。
通过分析微观机制可以揭示宏观表现的内在原因,为优化颗粒流模拟提供指导。
同时,宏观表现也可以为微观机制的研究提供实验验证和理论支持。
PFC 模拟方法与技术0203离散元法的应用领域岩土工程、粉体工程、颗粒流模拟等。
01离散元法基本原理基于牛顿第二定律,通过计算颗粒间的相互作用力来模拟颗粒运动。
02离散元法与有限元法的区别有限元法将连续体划分为有限个单元,而离散元法将研究对象划分为离散的颗粒。
离散元法简介PFC软件功能介绍PFC软件概述PFC是一款专门用于模拟颗粒流的软件,具有强大的计算功能和可视化界面。
软件主要功能建立颗粒模型、设置模型参数、进行模拟计算、输出结果与可视化等。
目录实验一常用电子测量仪器的使用 (2)实验二晶体管共射单管放大器 (9)实验三晶体管两级放大器 (14)实验四负反馈放大器 (16)实验五差动放大器 (19)实验六低频功率放大器 (24)实验七集成运算放大器的基本应用 (28)实验八集成运算放大器的基本应用 (32)实验九集成运算放大器的基本应用 (36)实验十集成运算放大器的基本应用 (40)实验十一串联稳压电路 (44)实验十二温度控制电路的调试(控温电路) (48)实验一常用电子测量仪器的使用一、实验目的:1、掌握常用电子仪器的使用方法;2、掌握电压、频率等的测量方法。
二、实验仪器及器材:双踪示波器、信号发生器、数字万用表表、交流毫伏表等。
三、实验原理:在电子技术实验里,测试和定量分析电路的静态和动态的工作状况时,最常用的电子仪器有:示波器、低频信号发生器、直流稳压电源、晶体管毫伏表、万用表等,如下图所示。
(具体操作详见仪器使作说明书)1、示波器1. 有关仪器的电路原理和使用方法请参阅有关内容及实验室所提供的仪器使用说明书。
2. 示波器上波形的显示和观察(1) 扫描基线的显示接通示波器的电源,打开电源开关,将示波器的输入探头短接,预热约5 分钟后,依次调节辉度旋钮、垂直移位旋钮,即可在示波器的屏幕上观察到亮度适中的扫描基线。
再调节示波器的聚焦旋钮,可使扫描基线更加清晰。
对于单踪示波器,只有一条扫描基线,对于双踪示波器可显示一条扫描基线,也可显示两条扫描基线。
当需要观察的信号只有一个时,可将示波器的“垂直功能键”选在单通道的“通道 1 ”或“通道 2 ”。
这时,屏幕上只显示通道 1 或通道 2 的扫描基线。
当需要同时观测两个信号时,须将“垂直功能键”的“双通道”键按下,这时屏幕上将同时显示通道 1 和通道 2 的两根扫描基线。
一般正常使用的示波器,开机后在屏幕上会很快显示出扫描基线。
如果开机约 5 分钟后,还没有扫描基线出现,可能是由于“辉度”旋钮开的太小或者“Y 移位”旋钮的位置偏离中间位置太远而使扫描基线移到屏幕的有效范围之外。