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一、什么叫系统？系统具有哪些特点？系统：为实现规定功能以到达某一目旳而构成旳互相关联旳一种集合体或装置(部件)。
系统具有如下四个特点：①系统是由部件构成旳，部件处在运动状态；②部件之间存在着联络；③系统行为旳输出也就是对目旳旳奉献，系统各主量和旳奉献不小于各主量奉献之和，即系统旳观点1+1>2；④系统旳状态是可以转换旳，在某些状况下系统有输入和输出，系统状态旳转换是可以控制旳。
二、系统性能好坏旳评价指标有哪些？系统旳好坏可以由如下四点观测：目旳明确:每个系统（部件）均为一种目旳而运动。
系统旳好坏要看它运行后对目旳旳奉献。
因而目旳明确是评价系统旳第一指标。
构造合理:子系统旳联接方式构成系统旳构造。
联接清晰，途径畅通，冗余少等，以到达合理实现系统目旳旳目旳。
接口清晰:子系统之间有接口，系统和外部旳联接也有接口，好旳接口其定义应十分清晰。
能观能控:通过接口，外界可以输入信息，控制系统旳行为，可以通过输出观测系统旳行为。
只有系统能观能控，系统才会有用，才会对目旳作出奉献。
三、系统模型旳定义、类型及特性？系统模型旳定义：是指以某种确定旳形式（如文字、符号、图表、实物、数学公式等），对系统某首先本质属性旳描述。
系统模型旳分类：物理模型、数学模型系统模型旳特性：（1）它是现实系统旳抽象或模仿；（2）它是由反应系统本质或特性旳重要原因构成旳；（3）它集中体现了这些重要原因之间旳关系。
四、计算机仿真旳定义、类型、作用？计算机仿真（Computer Simulation ）定义：借助高速、大存储量数字计算机及有关技术，对复杂真实系统旳运行过程或状态进行数字化模拟旳技术。
计算机仿真旳分类：① 根据计算机分类：模拟计算机仿真、数字计算机仿真、模拟数字混合计算机仿真 ② 根据仿真时钟与实际时钟旳比例关系实时仿真、欠实时仿真、超实时仿真③ 根据系统模型旳特性持续系统仿真、离散事件系统仿真五、简述计算机仿真旳总体流程图？六、系统仿真旳定义？系统仿真（System Simulation）定义：是以相似原理、系统技术、信息技术及其应用领域有关专业技术为基础，以计算机、仿真软件、仿真器和多种专用物理效应设备为工具，运用系统模型对真实旳或设想旳系统进行动态研究旳一门多学科旳综合性技术。
《3D 仿真虚拟机器人教师培训》讲 义广州市教育信息中心（电教馆）二 O一 O 年三月目 录第一章 基础知识部分 (3)第二章 虚拟机器人程序设计初步 (8)第三章 超声波传感器和触碰传感器的使用 (11)第四章 红外传感器和光电传感器的使用 (14)第五章 机器人灭火程序分析 (19)第一章 基础知识部分学习目标了解机器人的概念、机器人的应用、机器人发展与未来，介绍机器人教育进入我国 中小学现状分析、开展实体机器人教育的瓶颈，开展3D仿真虚拟机器人教育的优势等， 认识 3D 仿真虚拟机器人软件的组成，以及机器人场地和机器人模型的结构。
掌握对机 器人场地和机器人模型的导入和新建的方法，掌握如何在 3D 仿真机器人软件中机器人 场地和机器人模型的编辑。
重点和难点1、教学重点：3D仿真虚拟机器人场地和机器人模型的运用。
2、教学难点：3D仿真虚拟机器人场地和机器人模型的编辑。
学习内容一、 机器人的概念与应用展示几组机器人图片，让大家了解机器人，在展示任务的同时提出问题，引导大家 认识我们生活中的各种机器人，归纳出机器人的概念。
图1-1 迎宾机器人 图1-2与机器人对话 图1-3 机器人“乐队”（一）什么是机器人？中国的科学家们把机器人定义为：机器人是一种自动化的机器，而且其具备一些与 人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有 高度灵活性的自动化机器。
（二）机器人的应用领域从工业拓广到 农业、林、牧、渔，甚至进入寻常百姓家。
机器人的种类之多，应 用之广，影响之深，机器人分为军用机器人和民用机器人。
（三）学校开展机器人教育的目的和意义智能机器人融合了机械、电子、传感器、无线通讯、声音识别、图像处理和人工智 能等领域的先进技术。
在中小学开展智能机器人实验活动可以培养学生的动手实践能 力、创新思维能力和团结协作能力，同时也能够适应新课程改革的需要，对提高中小学 生科技素养有着巨大的促进作用。
射频仿真基础知识射频仿真是指利用计算机软件模拟和分析射频电路或系统的工作原理和性能的过程。
它是射频电子领域中不可或缺的一部分，广泛应用于无线通信、雷达、卫星通信、射频识别等领域。
本文将介绍射频仿真的基础知识，包括射频电路、射频信号、射频组件和仿真软件等方面。
一、射频电路射频电路是指工作频率在几十千赫兹到几百兆赫兹范围内的电路。
射频电路的特点是信号频率高、电路尺寸小、传输损耗大。
常见的射频电路包括放大器、混频器、滤波器等。
在射频仿真中，需要对这些电路进行建模，并通过仿真软件进行性能分析，以评估电路的工作情况。
二、射频信号射频信号是指频率在几十千赫兹到几百兆赫兹范围内的电信号。
射频信号具有高频、高速、高能量的特点。
在射频仿真中，需要对射频信号的频率、幅值、相位等参数进行设置，并将其作为输入信号进行仿真分析。
三、射频组件射频组件是指用于射频电路中的各种元器件。
常见的射频组件包括电容器、电感器、变压器等。
在射频仿真中，需要对这些组件进行建模，并根据其特性参数进行仿真分析，以评估组件在射频电路中的性能。
四、仿真软件射频仿真软件是进行射频电路或系统仿真分析的工具。
常见的射频仿真软件包括ADS、CST、HFSS等。
这些软件能够提供强大的仿真功能，可以对射频电路进行电磁场分析、功率分析、噪声分析等，并提供详细的仿真结果和性能评估。
在进行射频仿真时，需要注意以下几点：1. 确定仿真目标：在进行射频仿真前，需要明确仿真的目标，例如评估电路的增益、带宽、稳定性等性能指标。
2. 建立合理的模型：射频电路的仿真需要建立合理的电路模型和组件模型，并设置合适的参数。
3. 选择适当的仿真软件：根据仿真需求和复杂程度，选择合适的射频仿真软件进行仿真分析。
4. 进行仿真分析：通过设置输入信号和参数，进行仿真分析，并获取仿真结果。
5. 评估仿真结果：根据仿真结果，对电路的性能进行评估和优化。
射频仿真是射频电子工程师不可或缺的工具之一，它能够提供有效的仿真分析手段，帮助工程师在设计和优化射频电路时提高效率和准确性。
机器人机构学的数学基础
机器人机构学的数学基础包括向量、矩阵、三角函数、微积分等数学知识。
首先，向量是机器人机构学中必须掌握的概念，因为机器人的运动轨迹可以表示为一系列向量。
向量的长度和方向可以描述机器人的位置和姿态，因此对于机器人的运动规划和控制非常重要。
其次，矩阵是机器人机构学中不可或缺的数学工具，因为机器人的运动学和动力学问题可以表示为矩阵方程。
例如，通过矩阵变换可以将机器人末端执行器的位姿转换为关节角度，或者将关节力矩转换为末端执行器的力和力矩。
第三，三角函数也是机器人机构学中常用的数学工具，因为机器人的运动通常涉及到角度的变化。
例如，关节角度可以用正弦和余弦函数来表示，而逆解问题中也需要使用反三角函数求解。
最后，微积分是机器人机构学中的重要数学基础，因为机器人的运动学和动力学问题往往涉及到速度、加速度和力矩等概念。
例如，求解机器人的运动学和动力学模型时需要使用微积分知识，同时在机器人控制问题中也需要使用微积分来设计控制算法。
总之，机器人机构学的数学基础包括向量、矩阵、三角函数和微积分等数学知识。
掌握这些数学知识对于理解机器人的运动规划、控制和仿真非常重要。
arduino 用proteus仿真基础知识和实例Proteus 是一款功能强大的电子设计自动化软件，它可以帮助我们进行电路设计、仿真和制板。
在使用 Proteus 进行 Arduino 仿真时，需要了解一些基础知识和实例。
首先，需要在 Proteus 中创建一个新的项目，并选择适当的模板。
然后，可以在原理图编辑器中绘制电路原理图，添加 Arduino 芯片和其他元件。
在添加 Arduino 芯片时，需要选择正确的型号和引脚布局。
Proteus 提供了多种Arduino 芯片型号可供选择，例如 Uno、Nano、 Mega 等。
选择芯片后，可以将其放置在原理图上，并连接其他元件。
为了进行仿真，需要在 Proteus 中添加 Arduino 程序代码。
可以使用 Proteus 的 AVR 编译器来编译和上传代码到 Arduino 芯片中。
在编译和上传代码之前，需要设置正确的编译器路径和 Arduino 芯片型号。
一旦添加了代码，就可以开始进行仿真。
Proteus 提供了一个虚拟的 Arduino 芯片，可以模拟 Arduino 的行为。
可以通过观察虚拟芯片的输入和输出来验证电路的正确性。
以下是一个简单的 Proteus 仿真实例：1. 创建一个新的 Proteus 项目，并选择 AVR 模板。
2. 在原理图编辑器中绘制一个简单的电路，例如一个 LED 和一个电阻。
3. 添加 Arduino Uno 芯片，并将 LED 和电阻连接到相应的引脚。
4. 使用 Proteus 的 AVR 编译器编译并上传一个简单的 Arduino 程序，例如使 LED 闪烁。
5. 开始仿真，观察 LED 是否按照预期闪烁。
通过这个实例，可以了解如何使用 Proteus 进行简单的 Arduino 仿真。
需要注意的是，Proteus 仿真只是一种辅助工具，实际的 Arduino 硬件测试仍然是必要的。
机器人系统仿真机器人系统仿真是指通过计算机对实际的机器人系统进行模拟的技术。
目录1英文2简介3发展概况4机器人本身的设计和研究5机器人的教学和培训6遥控操作机器人7仿真平台开发软件 OpenGL 技术机或多台机器人组成的工作站或生产线。
仿真可以通过交互式计算机图形技术和机器人学理论等，在计算机中生成机器人的几何图形，并对其进行三维显示，用来确定机器人的本体及工作环境的动态变化过程。
通过系统仿真，可以在制造单机与生产线之前模拟出实物，缩短生产工期，可以避免不必要的返工。
在使用的软件中，工作站级的仿真软件功能较全，实时性高且真实性强，可以产生近似真实的仿真画面；而微机级仿真软件随实时性和真实性不高，但具有通用性强、使用方便等优点。
目前机器人系统仿真所存在的主要问题是仿真造型与实际产品之间存在误差，需要进一步的研究解决。
3发展概况国外很早便认识班机器人仿真在机器^研究和应用方面的重要作用，并从70年代开始进行了这方面的研究工作．在许多从事机器人研究的部门都装备有功能较强的机器人仿真软件系统，它们为机器人的研究提供了灵活和方便的工具倒如，美国Cornell大学开发了一个通用的交互式机器人图形仿真系统INEFFABELLE，它不是针对某个具体机器人，而是利用它可以很容易建立所需要的机器人及环境的模型，并且具有图形显示和运动的功能。
西德Saarlandes大学开发了一个机器人仿真系统R0BsIM，它能进行机器人系统的分析、综合及离线编程，美国Maryland大学开发了一个机械手设计和分析的工具DYNAMAN，它能产生机械手的动力学模型．根据需要可以自动产生F0RTRAN 的仿真程序，同时也可产生符号表示的雅可比矩阵 MIT开发了一个机器人CAD软件包OPTARMⅡ，它可用于时间最优轨迹规划的研究。
Michigan大学开发了一个机器人图形编程系统——PR0GREss，其特点是菜单驱动和光标控制，并能有219图形符号来仿真外界的传感器和执行部件，以使用户获得更加接近真实的编程环境．自80年代以来国外已建成了许多用于机器人工作站设计和离线编程的仿真系统，例如美国McAuto公司开发了机器人仿真系统PLACE，它主要用于机器人工作站的设计；PIRensselaerPolytechnicInstitute)研制了GRASPCalma公司在GRAsP的基础上开发了Robot—SIM 软件，它主要用于工作站设计和机器人选型。
机构仿真分析基础知识 机构仿真之运动分析基础教程 机构仿真是PROE的功能模块之一。PROE能做的仿真内容还算比较好，不过用好的兄弟不多。当然真正专做仿真分析的兄弟，估计都用Ansys去了。但是，Ansys研究起来可比PROE麻烦多了。所以，学会PROE的仿真，在很多时候还是有用的。我再发一份学习笔记，并整理一下，当个基础教程吧。希望能对学习仿真的兄弟有所帮助。 术语 创建机构前，应熟悉下列术语在PROE中的定义： 主体 (Body) - 一个元件或彼此无相对运动的一组元件，主体内DOF=0。 连接 (Connections) - 定义并约束相对运动的主体之间的关系。 自由度 (Degrees of Freedom) - 允许的机械系统运动。连接的作用是约束主体之间的相对运动，减少系统可能的总自由度。 拖动 (Dragging) - 在屏幕上用鼠标拾取并移动机构。 动态 (Dynamics) - 研究机构在受力后的运动。 执行电动机 (Force Motor) - 作用于旋转轴或平移轴上(引起运动)的力。 齿轮副连接 (Gear Pair Connection) - 应用到两连接轴的速度约束。 基础 (Ground) - 不移动的主体。其它主体相对于基础运动。 机构 (Joints) - 特定的连接类型（例如销钉机构、滑块机构和球机构）。 运动 (Kinematics) - 研究机构的运动，而不考虑移动机构所需的力。 环连接 (Loop Connection) - 添加到运动环中的最后一个连接。 运动 (Motion) - 主体受电动机或负荷作用时的移动方式。 放置约束 (Placement Constraint) - 组件中放置元件并限制该元件在组件中运动的图元。 回放 (Playback) - 记录并重放分析运行的结果。 伺服电动机 (Servo Motor) - 定义一个主体相对于另一个主体运动的方式。可在机构或几何图元上放置电动机，并可指定主体间的位置、速度或加速度运动。 LCS - 与主体相关的局部坐标系。LCS 是与主体中定义的第一个零件相关的缺省坐标系。 UCS - 用户坐标系。 WCS - 全局坐标系。组件的全局坐标系，它包括用于组件及该组件内所有主体的全局坐标系。 运动分析的定义 在满足伺服电动机轮廓和机构连接、凸轮从动机构、槽从动机构或齿轮副连接的要求的情况下，模拟机构的运动。运动分析不考虑受力，它模拟除质量和力之外 的运动的所有方面。因此，运动分析不能使用执行电动机，也不必为机构指定质量属性。运动分析忽略模型中的所有动态图元，如弹簧、阻尼器、重力、力/力矩以及执行电动机等，所有动态图元都不影响运动分析结果。 如果伺服电动机具有不连续轮廓，在运行运动分析前软件会尝试使其轮廓连续，如果不能使其轮廓连续，则此伺服电机将不能用于分析。 使用运动分析可获得以下信息： 几何图元和连接的位置、速度以及加速度 元件间的干涉 机构运动的轨迹曲线 作为 Pro/ENGINEER 零件捕获机构运动的运动包络 运动分析工作流程 创建模型：定义主体，生成连接，定义连接轴设置，生成特殊连接 检查模型：拖动组件，检验所定义的连接是否能产生预期的运动 加入运动分析图元：设定伺服电机 准备分析：定义初始位置及其快照，创建测量 分析模型：定义运动分析，运行 结果获得：结果回放，干涉检查，查看测量结果，创建轨迹曲线，创建运动包络 装入元件时的两种方式：机构连接与约束连接 向组件中增加元件时，会弹出“元件放置”窗口，此窗口有三个页面：“放置”、“移动”、“连接”。传统的装配元件方法是在“放置”页面给元件加入各种固定约束，将元件的自由度减少到0，因元件的位置被完全固定，这样装配的元件不能用于运动分析（基体除外）。另一种装配元件的方法是在“连接”页面给元件加入各种组合约束，如“销钉”、“圆柱”、“刚体”、“球”、“6DOF”等等，使用这些组合约束装配的元件，因自由度没有完全消除（刚体、焊接、常规除外），元件可以自由移动或旋转，这样装配的元件可用于运动分析。传统装配法可称为“约束连接”，后一种装配法可称为“机构连接”。 约束连接与机构连接的相同点：都使用PROE的约束来放置元件，组件与子组件的关系相同。 约束连接与机构连接的不同点：约束连接使用一个或多个单约束来完全消除元件的自由度，机构连接使用一个或多个组合约束来约束元件的位置。约束连接装配的目的是消除所有自由度，元件被完整定位，机构连接装配的目的是获得特定的运动，元件通常还具有一个或多个自由度。 “元件放置”窗口： 机构连接的类型 机构连接所用的约束都是能实现特定运动(含固定)的组合约束，包括：销钉、圆柱、滑动杆、轴承、平面、球、6DOF、常规、刚性、焊接、槽，共11种。
销钉：由一个轴对齐约束和一个与轴垂直的平移约束组成。元件可以绕轴旋转，具有1个旋转自由度，总自由度为1。轴对齐约束可选择直边或轴线或圆柱面，可反向；平移约束可以是两个点对齐，也可以是两个平面的对齐/配对，平面对齐/配对时，可以设置偏移量。 圆柱：由一个轴对齐约束组成。比销钉约束少了一个平移约束，因此元件可绕轴旋转同时可沿轴向平移，具有1个旋转自由度和1个平移自由度，总自由度为2。轴对齐约束可选择直边或轴线或圆柱面，可反向。 滑动杆：即滑块，由一个轴对齐约束和一个旋转约束(实际上就是一个与轴平行的平移约束)组成。元件可滑轴平移，具有1个平移自由度，总自由度为1。轴对齐约束可选择直边或轴线或圆柱面，可反向。旋转约束选择两个平面，偏移量根据元件所处位置自动计算，可反向。 轴承：由一个点对齐约束组成。它与机械上的“轴承”不同，它是元件（或组件）上的一个点对齐到组件（或元件）上的一条直边或轴线上，因此元件可沿轴线平移并任意方向旋转，具有1个平移自由度和3个旋转自由度，总自由度为4。 平面：由一个平面约束组成，也就是确定了元件上某平面与组件上某平面之间的距离(或重合)。元件可绕垂直于平面的轴旋转并在平行于平面的两个方向上平移，具有1个旋转自由度和2个平移自由度，总自由度为3。可指定偏移量，可反向。 球：由一个点对齐约束组成。元件上的一个点对齐到组件上的一个点，比轴承连接小了一个平移自由度，可以绕着对齐点任意旋转，具有3个入旋转自由度，总自由度为3。 6DOF：即6自由度，也就是对元件不作任何约束，仅用一个元件坐标系和一个组件坐标系重合来使元件与组件发生关联。元件可任意旋转和平移，具有3个旋转自由度和3个平移自由度，总自由度为6。 刚性：使用一个或多个基本约束，将元件与组件连接到一起。连接后，元件与组件成为一个主体，相互之间不再有自由度，如果刚性连接没有将自由度完全消除，则元件将在当前位置被“粘”在组件上。如果将一个子组件与组件用刚性连接，子 组件内各零件也将一起被“粘”住，其原有自由度不起作用。总自由度为0。 焊接：两个坐标系对齐，元件自由度被完全消除。连接后，元件与组件成为一个主体，相互之间不再有自由度。如果将一个子组件与组件用焊接连接，子组件内各零件将参照组件坐标系发按其原有自由度的作用。总自由度为0。 槽：是两个主体之间的一个点----曲线连接。从动件上的一个点，始终在主动件上的一根曲线(3D)上运动。槽连接只使两个主体按所指定的要求运动，不检查两个主体之间是否干涉，点和曲线甚至可以是零件实体以外的基准点和基准曲线，当然也可以在实体内部。 机构连接类型：
约束连接： 常规：也就是自定义组合约束，可根据需要指定一个或多个基本约束来形成一个新的组合约束，其自由度的多少因所用的基本约束种类及数量不同而不同。可用的基本约束有：匹配、对齐、插入、坐标系、线上点、曲面上的点、曲面上的边，共7种。在定义的时候，可根据需要选择一种，也可先不选取类型，直接选取要使用的对象，此时在类型那里开始显示为“自动”，然后根据所选择的对象系统自动确定一个合适的基本约束类型。 常规—匹配/对齐：对齐）。单一的“匹配/对齐”构成的自定义组合约束转换为约束连接后，变为只有一个“匹配/对齐”约束的不完整约束，再转换为机构约束后变为“平面”连接。这两个约束用来确定两个平面的相对位置，可设定偏距值，也可反向。定义完后，在不修改对象的情况下可更改类型（匹配 常规—插入：选取对象为两个柱面。单一的“插入”构成的自定义组合约束转换为约束连接后，变为只有一个“插入”约束的不完整约束，再转换为机构约束后变为“圆柱”连接。 常规—坐标系：选取对象为两个坐标系，与6DOF的坐标系约束不同，此坐标系将元件完全定位，消除了所有自由度。单一的“坐标系”构成的自定义组合约束转换为约束连接后，变为只有一个“坐标系”约束的完整约束，再转换为机构约束后变为“焊接”连接。 常规—线上点：选取对象为一个点和一条直线或轴线。与“轴承”等效。单一的“线上点”构成的自定义组合约束转换为约束连接后，变为只有一个“线上点”约束的不完整约束，再转换为机构约束后变为“轴承”连接。 常规—曲面上的点：选取对象为一个平面和一个点。单一的“曲面上的点”构成的自定义组合约束转换为约束连接后，变为只有一个“曲面上的点”约束的不完整约束，再转换为机构约束后仍为单一的“曲面上的点”构成的自定义组合约束。 常规—曲面上的边：选取对象为一个平面/柱面和一条直边。单一的“曲面上的点”构成的自定义组合约束不能转换为约束连接。
自由度与冗余约束 自由度（DOF）是描述或确定一个系统（主体）的运动或状态（如位置）所必需的独立参变量（或坐标数）。一个不受任何约束的自由主体，在空间运动时，具有6个独立运动参数（自由度），即沿XYZ三个轴的独立移动和绕XYZ三个轴的独立转动，在平面运动时，则只具有3个独立运动参数（自由度），即沿XYZ三个轴的独立移动。 主体受到约束后，某些独立运动参数不再存在，相对应的，这些自由度也就被消除。当6个自由度都被消除后，主体就被完全定位并且不可能再发生任何运动。如使用销钉连接后，主体沿XYZ三个轴的平移运动被限制，这三个平移自由度被消除，主体只能绕指定轴（如X轴）旋转，不能绕另两个轴（YZ轴）旋转，绕这两个轴旋转的自由度被消除，结果只留下一个旋转自由度。 冗余约束指过多的约束。在空间里，要完全约束住一个主体，需要将三个独立移动和三个独立转动分别约束住，如果把一个主体的这六个自由度都约束住了，再另加一个约束去限制它沿X轴的平移，这个约束就是冗余约束。
