《现代通信技术》
大作业报告
专业：电子信息科学与技术
班级：110406
姓名：刘豆豆
学号：110406123
2014年12 月13 日
一、引言 (3)
二、三网合一的基本概念 (3)
三、三网合一的技术基础 (4)
3.1 数字技术 .................... (4)
3.2 IP技术 ...................... . (4)
2.3 软交换技术 ................. .. (5)
3.4 IMS .............................. . (5)
3.5 宽带接入技术 ............. .. (6)
四、三网融合的关键技术 (7)
4.1三网融合的总体技术方向 (7)
4.2承载网络关键技术 (7)
4.2.1IP城域网多业务承载面临的挑战 (7)
4.2.2IPv6技术的发展 (7)
4.3融合类业务关键技术 (8)
4.3.1发展互联网融合类业务的必要性 (9)
4.4终端技术 (9)
4.5其他技术 (10)
4.5.1物联网技术 (10)
五、三网合一的着力点 (12)
5.1 广电和电信业务的双向进入 (12)
5.2 加强网络建设改造 (13)
5.3 强化网络管理................ . (13)
六、三网合一的发展方向 (13)
6.1 发达国家发展特征... .. (13)
6.2 下一代网络发展方向 ........................................................................... .14
七、结束语 (15)
一、引言
2006年十届人大通过的《中华人民共和国国民经济和社会发展的第十一个五年规划》中，对信息产业的三网合一提出了新的要求，提出了以“加强宽带通信网、数字电视网、下一代互联网等信息基础设施建设，推进三网合一，健全信息安全保障体系”的整体发展目标，并对三网合一的概念进行了界定，“三网合一是指电信网、计算机网、广播电视网打破各自界限，在业务应用方面进行合一。三个网络在技术上趋向一致，网络层面实现互联互通，业务层面互相渗透和交叉，有利于实现网络资源最大程度的共享”。三网合一既然是在业务应用方面进行合一，就需要原来的电信网、计算机网和广播电视网中的任一网络能够承载另外两个网络的基本业务，这就需要有相应的技术基础，其中既包括三网合一统一的技术基础，也包括现有三种网络承载其他网络基本业务所需要的技术基础。
二、三网合一的基本概念
三网合一是指电信网、广播电视网、互联网在向宽带通信网、数字电视网、下一代互联网演进过程中，三大网络通过技术改造，其技术功能趋于一致，业务范围趋于相同，网络互联互通、资源共享，能为用户提供语音、数据和广播电视等多种服务。如图示：
电信网互联网电视网
TCP/IP协议
三网合一
图1 三网合一示意图
三网合一是一种广义的、社会化的说法，在现阶段它并不意味着三大网络的
物理合一，而主要是指高层业务应用的合一。其表现为技术上趋向一致，网络层上可以实现互联互通，形成无缝覆盖，业务层上互相渗透和交叉，应用层上趋向使用统一的IP协议，在经营上互相竞争、互相合作，朝着向人类提供多样化、多媒体化、个性化服务的同一目标逐渐交汇在一起，行业管制和政策方面也逐渐趋向统一。
三网合一，在概念上从不同角度和层次上分析，可以涉及到技术合一、业务合一、行业合一、终端合一及网络合一。目前更主要的是应用层次上互相使用统一的通信协议。IP优化光网络就是新一代电信网的基础，是我们所说的三网合一的结合点。
三网合一应用广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居等多个领域。以后的手机可以看电视、上网，电视可以打电话、上网，电脑也可以打电话、看电视。三者之间相互交叉，形成你中有我、我中有你的格局。
三、三网合一的技术基础
3.1 数字技术
成熟的数字技术，即语音、数据、图像等信息都可以通过编码成0和1的比特流进行传输和交换，这是三网合一的基本条件。这一技术使得电信网、计算机网和有线电视网有了共同的语言，无论是音频还是视频等各种内容都可以通过不同的网络来进行交换和传输。
模拟信号数字化有多种方法，最基本的是脉码调制(PCM)、差值编码(DPCM)、自适应差值编码(ADPCM)以及各种类型的增量调制。数字化后的数字信号抗干扰能力强，通信质量不再受距离的影响，能适应各种通信业务的要求，便于采用大规模集成电路，占用较宽的信道频带。
目前，数字技术已经在电信网和计算机网中得到了全面的应用，并在有线电视网中迅速发展起来。
3.2 IP技术
IP(Interact Protoc01)技术是一种直接由IP分组头信息决定分组转发路径的
包交换技术，不需要预先建立连接。利用这一技术，可以在多种物理介质与多样
的应用需求之间建立简单而统一的映射，对多种业务数据、软硬件环境和多种通信协议进行集成，使得各种以IP为基础的业务都能在不同的网络上实现互通。
基于IP技术的IP电话就是在互联网上传送语音的电话业务，也叫做
V oIP(V oice Over IP)。它首先将语音信号进行编码数字化并压缩处理成帧，然后转换为IP数据包在计算机网上进行传输，从而实现在计算机网上进行语音通信，大大降低了通信的费用。IP业务既可以在传统电信网上开放，也可以在独立的IP网上开放。
3.3 软交换技术
软交换的基本含义就是将呼叫控制功能从媒体网关(传输层)中分离出来，通过软件实现基本呼叫控制功能，从而实现呼叫传输与呼叫控制的分离，为控制、交换和软件可编程功能建立分离的平面。软交换主要提供连接控制、翻译和选路、网关管理、呼叫控制、带宽管理、信令、安全性和呼叫详细记录等功能。与此同时，软交换还将网络资源、网络能力封装起来，通过标准开放的业务接口和业务应用层相连，可方便地在网络上快速提供新的业务。
软交换技术是一个分布式的软件系统，可以在基于各种不同技术、协议和设备的网络之间提供无缝的互操作性，其基本设计原理是设法创建一个具有很好伸缩性、接口标准性、业务开放性等特点的分布式软件系统。它独立于特定的底层硬缈操作系统，并能够很好地处理各种业务所需要的同步通信协议，在一个理想的位置上把该架构推向摩尔曲线轨道。软交换的实现目标是在媒体设备和媒体网关的配合下，通过计算机软件编程的方式来实现对各种媒体流进行协议转换，并基于分组网络(IP／ATM)的架构实现IP网、ATM网、PSTN网等的互连，以提供和电路交换机具有相同功能并便于业务增值和灵活伸缩的设备。
目前，中国电信在全国部署软交换设备200多套，智能用户数据库260多台，路由器860多台，形成世界最大的软交换网络。有数据显示，目前国内已有60％的长途话音业务是通过软交换完成的，未来两年内很可能会达到90％以上。
3.4 IMS
IP多媒体系统(IP Multimedia Subsystem，IMS)是一种全新的多媒体业务形式，它能够满足现在的终端客户更新颖、更多样化多媒体业务的需求。目前，IMS
被认为是下一代网络的核心技术，也是解决移动与固网合一，引入语音、数据、视频三重合一等差异化业务的重要方式。目前全球IMS网络多数处于初级阶段，应用方式也处于业界探讨当中。
IMS和软交换都是基于IP分组网，实现了控制与承载的分离。与软交换相比，IMS进一步对业务和控制进行分离，并将用户数据进行集中，支持移动性，并且具有一定的服务质量(QoS)保障机制。在网络构架上，软交换网络体系基于主从控制的特点，使得其与具体的接人手段关系密切，而IMS体系由于终端与核心则采用基于IP承载的SIP协议。IP技术与承载媒体无关的特性使得IMS体系可以支持各类接入方式，从而使得IMS的应用范围从最初始的移动网逐步扩大到固定领域。
3.5 宽带接入技术
要在各个网络中实现业务的统一，离不开高带宽、高传输速率的支持。目前的宽带接入方式主要有DSL、光纤接入和DDN专线、ATM(异步传输模式)网等。数字用户环路(Digital Subscriber Loop，DSL)技术是基于普通电话线的宽带接入技术，它在同一铜线上分别传送数据和语音信号，数据信号不通过电话交换机设备，减轻了电话交换机的负载，并且属于专线上网方式。DSL包括ADSL、RADSL、HDSL和VDSL等。非对称数字用户环路(Asymmetrical Digital SubscriberLoop，ADSL)技术是一种高速宽带技术，它利用现有的一对电话铜线，为用户提供上、下行非对称的传输速率(带宽)。非对称主要体现在上行速率(最高640 kbit／s)和下行速率(最高8 Mbit／s)的非对称性上。高速数字用户环路(Very—hi出一bit—rateDigital Subscriber Loop，VDSL)的传输速率比ADSL的传输速率更快，短距离内的最大下传速率可达55Mbit／s，上传速率可达19．2 Mbi∥s，甚至更高。光纤接入技术是面向未来的光纤到路边(HT—TC)和光纤到户(HTYH)的宽带网
络接入技术。光纤接入网(OAN)是采用光纤传输技术的接入网，即本地交换局和用户之问全部或部分采用光纤传输的通信系统。光纤具有宽带、远距离传输能力强、保密性好、抗干扰能力强等优点，是未来接入网的主要实现技术。目前，10 Gbit／s SDH光纤通信系统技术成熟，400 Gbit／s密集波分复用系统(DWDH)也即将投入商用。
四、三网融合的关键技术
4.1三网融合的总体技术方向
1)构建合理的体系架构
包括承载网络的体系架构、业务平台的体系架构及内容分发网络的架构。关注下一代网络NGN、LTE、IMS的发展
2）实现端到端的标准化
在业务实现的端到端的各个层面需要实现标准化，包括安全、承载网、业务网、网络管理、终端、各系统间接口和互联互通等方面。
3）创新各类融合业务
包括移动融合类业务（FMC）、电信与互联网融合类业务、通信与视频相融合、IT与CT融合类业务（ICT）等
4）提示用户体验
运用有效技术保证用户在使用时安全、便捷、高质量的各类业务。
5）包括各类IT、通信等新技术：如云计算、物联网、可信计算等。
4.2承载网络关键技术
4.2.1IP城域网多业务承载面临的挑战
城域网需要具备承载丰富的自营精品业务的能力，如IPTV、IP虚拟专网、以太网专线（替代ATM/帧中继）、3G基站回传等等，因此要求城域网不再仅仅是为用户提供简单的带宽服务，而是要成为给用户提供保证业务体验的平台。精品业务承载的关键技术要点
- 网络故障的快速恢复（单播、组播）、安全、QoS、稳定性。
- 网络不仅需要具备QoS能力，还需要具备QoE能力，能够感知应用服务的传
送质量。
-可将城域网分为两个平面，公众平面负责承载开放式互联网业务、精品平面负责承载运营商“封闭式”的自营精品业。
4.2.2IPv6技术的发展
全球IANA IPv4地址已经在2011年2月3日分配结束，全球IPV4地址预
计将于2011年8月枯竭。需尽早研究和部署向基于IPv6的下一代互联网的平滑过渡和演进。国际互联网编号分配机构IANA宣布全球IPv4地址将在2010年底前后分配完毕，全球互联网从IPv4向IPv6过渡变得十分迫切。在这一关键时期，抢占国际竞争的战略制高点，及时制定我国下一代互联网国家发展战略规划，大力发展以下一代互联网为代表的高技术新兴产业的意义就更加重大。与发达国家互联网普及率已达70%且有较多未使用的IPv4地址不同，到2009年底，我国是目前世界上互联网用户数多的国家，达到3.84亿，但我国拥有的IPv4地址总数仅为2.32亿多个，平均每个用户仅拥有0.605个地址。我国的国情使得我们无法等待10～15年之后的“未来网络”，而是迫切需要采用基于IPv6技术的下一代互联网。下一代互联网并不等于简单将IPv4替换为IPv6，很多核心技术都需要进行改变，例如路由技术、安全技术等，而建设世界上大规模的下一代互联网，没有成熟的经验可以借鉴，只能依靠我国自主创新，不能等待其他国家发展后再发展。
综上所述，面对全球IPv4地址即将分配殆尽的严峻形势，我国IPv4地址短缺现象更为严重，现有的IPv4地址将于未来1～2年内分配完毕，发展IPv6网络已经迫在眉睫。
4.3融合类业务关键技术
三网融合在现阶段主要是指高层业务应用的融合。三大网络通过技术改造，能够提供包括语音、数据、图像等综合多媒体的通信业务。因此，会衍生出许多新型业务，需要关注实现这些业务的关键技术。
互联网与电信网融合类业务
1) DSN
2）三屏实现WEB2.0及UGC
3) Widget 广电与电信融合类业务
4）TV通话
5）TV视频监控
6）TV视频会议
4.3.1发展互联网融合类业务的必要性
互联网发展的影响：三网融合的演进过程中，无论对广电还是电信运营商，
社区（SDK工具包），用户在平创造内容和应用，并激发付费、免费发型的活力与欲望——
平台的同时实现价值，从而将网络运营商沦为管道。?互联网重构新媒体的链条，重新定义网络人际关系架构，通过SNS社区积淀网民关系，实现从广告到窄告、
)三网融合的重点和难点，其实是互联网，这个没有围墙的花园。无论电信还是广电，真正的对手并非彼此，而是去中心、无权威的互联网。在创新无障碍、创意无门槛、的互联网上获得强大的生命力。
电信运营商应对策略：电信运营商可采用不同应对策略，向泛在网时代的综合信息服务运营转型。?精细化运营。挖掘用户的个性化需求，为用户提供个性化的贴身的业务，打造传统互联网粗放的业务形式所不能提供的用户体验。?开放合作。通过客户端等方式积极引进各种互联网上的典型业务；为互联网业务开发者开的API，如位置信息、计费能力等，为互联网业务开发者创造更便利的开发环境；打造第三方应用平台，聚集更丰富应用与内容以云计算技术拓展服务领域。作为云计算平台提供者制订开放的标准与规则，吸引更多的互联网应用开发者。
DSN（Distributed Service Network，分布式业务网络)
DSN是通过P2P技术和分布式计算技术，通过一组均质化的节点来实现用户数据管理和会话控制，并结合电信NGN网络可运营、可管理的框架，具备可管理性、高质量业务保障和安性的特点基础上，实现业务核心网的功能。DSN 关键技术：CDN、叠加网路由技术、DHT分布式技术、统一业务路由技术。4.4终端技术
传统的终端：固定电话、移动电话、电视、电脑、PDA….
接入设备联接至业务系统。机顶盒、一体机（集成机顶盒的电视机），三网融合终端主要是指机顶盒。
机顶盒：Set-top Box（STB）依托电视终端提供综合信息业务的家电设备。
使用户能在现有电视机上观看数字电视节目，并可通过网络进行交互式数字化娱乐、教育和商业化活动，广泛用于广电领域和电信运营商领域。部分产品融入家庭网关的功能。
终端的重要性：三网融合业务运营商务必主导终端的规范制定、集采及管理运维工作。
终端定位：终端是实现全部业务的基础终端是用户对业务体验的唯一媒介；终端是引导用户的消费习惯
=掌握用户
终端：家庭用户享受到三网融合业务落地的服务；各类业务的开展对终端提出了相应的要求；业务的发展不断促进终端的更新与发展
业务及市场需求决定终端技术要求
互联网电视业务+ IPTV业务-----终端的功能同一化；
业?标清视频业务
务?高清视频业务---- -基础型高清终端；
需?互动游戏业务
求?视频通话业务-----具有多种功能的融合型终端；
多屏业务
不同用户群，对终端的功能、业务甚至外观需求不同：
市?商务人士，SOHO一族，有家庭支付的需求，需要刷卡支付功场?家庭主妇，喜欢看电视，有装饰美化家庭的需求；
需?白领阶层，追求时尚，希望能看高清，有融合终端的需求；
求?运动爱好者，有家求运动游戏的需求，需要支持体感手柄的终打破“平台+终端”的垄断模式；
其多厂商竞争，降低成本-----终端接入开放化；他要求终端标准统一，做到终端和业务平台解耦需求。
4.5其他技术
4.5.1物联网技术
“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，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延
伸和扩展到了任何物品与物品之间，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，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。技术架构：
物联网主要技术是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备，按约定的协议，把物品与互联网相连接，进行信息交换和通信来实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网技术的核心和基础是互联网技术，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络。
物联网架构可分为三层：感知层、网络层和应用层。感知层由各种传感器构成，包括温湿度传感器、二维码标签、RFID标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层是物联网识别体、采集信息的来源。
网络层由各种网络，包括互联网、广电网、网络管理系统和云计算平台等组成，是整个物联网的中枢，负责传递和处理感知层获取的信息。
应用层是物联网和用户的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。
4.5.2云计算
云计算至今为止没有统一的定义，虽然不同的组织从不同的角度给出了不同的定语，根据统计至少有25种以上，但云计算的目标是“象使用水电一样地使用IT资源”。
广义云计算是指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关的，也可以是任意其他的服务。狭义云计算是指IT基础设施资源的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式所需的资源（硬件、平台、软件）。提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取，按需使用，随时扩展，按使用付费在理论上，云计算指的是一种新型的计算模式，它依赖的不是个人电脑，也不是独立的服务器，而是用户无需关心其内部结构的“云”。云计算通过虚拟化将所有的计算资源集起来，并由软件实现自动管理，无需人为参与。
应用上，云计算就是以Internet 为中心的软件，云计算是一个囊括了开发，
商业模式，以及架构的时髦词，是软件业的未来模式。
五、三网合一的着力点
图2 广电总局副局长介绍“三网合一”总体方案
我国在10多年前就提出三网合一，在视频类业务上升为主要应用的今天，加快和推进三网合一就更有意义。三网合一，运营网络存在资源的充分利用问题。网络电视发展很快，但是业务不受控，电信公司不可能从中赢利。如果用IPIV，电信公司获得经营权，会带来一些新的业务增长点，会促进宽带化发展。广电部门借三网合一的机会进入电信业务，走出有线电视包月收费的模式，在用户普及率已较高的情况下，有线电视包月收入难有增长。
5.1 广电和电信业务的双向进入
在我国参与三网合一工作的主体是广电和电信两大部门。现阶段主要是选择有条件的地区开展双向进入试点。双向进入是指：符合条件的广播电视企业可以经营增值电信业务和部分基础电信业务、互联网业务；符合条件的电信企业可以从事部分广播电视节目生产制作和传输。按有关规定。向符合条件的广电企业、电信企业颁发相应的电信业务经营许可证和信息网络音视频节目服务经营许可
证。
电信、广电的双向进入目标一旦实现，现有的利益分配和竞争格局又将打破，过去网络资源掌握在电信企业手中，而内容掌握在广电企业手中的状况将彻底颠覆。鼓励广电企业和电信企业加强合作、优势互补、共同发展。
5.2 加强网络建设改造
全面推进有线电视网络数字化和双向化升级改造，提高业务承载和支撑能力。整合有线电视网络，培育市场主体。加快电信宽带网络建设，推进城镇光纤到户，扩大农村地区宽带网络覆盖范围。充分利用现有信息基础设施，积极推进网络统筹规划和共建共享。
5.3 强化网络管理
落实管理职责，健全管理体系，保障网络信息安全和文化安全。
六、三网合一的发展方向
6.1 发达国家发展特征
发达的国家和地区早已启动了与国内三网合一相类似的工作，但较少采用“三网合一”这个名词，这也是由于国外在相关工作中有着较为宽松的产业环境和发达的商业机制，无需专门把三网原先的行业性质放在很高的位置来描述。美国、加拿大、英国、法国、日本等发达国家在10年前就已经跨过了重要的政策门槛，目前已经在相关领域取得重大突破。无论是在通信服务、卫星直播电视业务方面，还是在新兴的2G／3G移动通信业务、宽带接入业务、有线数字电视业务和地面数字电视等方面都得到了长足的发展；同时，这些工作还带动了周边各种产业的发展，例如，网络数字内容制作、消费电子产品销售等。
目前，以欧美、日韩为代表的发达国家已实现从三网合一初期阶段向成熟阶段的转变，其特征是三网合一工作的重点从增加媒体内容提供为主向为社会各方面提供信息基础设施为主的转变，如近期受到国际广泛关注的物联网等已经开始通过电信网、互联网和广电网向不同用户群同时提供服务。
6.2 下一代网络发展方向
从骨干／城域交换网来看，传统电信网使用的是电路交换机或基于电路的分组交换机；互联网使用的是路由器；传统有线电视广播网不需要骨干交换机，网络数
图3 网络合一演进示意图
字化双向改造升级后需要什么样的交换机，国际上并无定论，都还处在研究中。从接入网来看，网络在接人端上已经有双绞线、同轴电缆、五类线、光纤、电力线、无线等多种接人方式，不存在相互间的合一问题，也不可能有“大一统”的解决方案。原因包括4个方面：1)以IP为基本架构的承载网络将长期存在；2)网络带宽的需求无疑将会产生跳跃式的增加；3)网络合一技术发展势在必行；4)业务将决定网络发展的方向．业务是驱动网络发展的核心动力，统计表明，如果网络中视频业务增加到5％，那么将消耗95％的网络带宽；如果新一代的数字广播电视网建成以后，传统的电话、上网、邮件业务在这里都将成为一种免费或者是包月的服务(很难成为新的业务增长点)，电话再按照时间／距离计费的运营模式必将成为历史。
所以，未来网络演变将以大规模的实时互动视频业务为主导，或抽象地说，是以长时间占用带宽的、实时性／交互性很强的宽带流媒体为基本业务的新兴服务的发展所驱动，逐步过渡到新一代网络目标。下一代网络的特征主要体现在6个方面：
1)多业务特征电视节目是目前所有业务传输对质量、时延等要求最高的业
务，满足电视节目传输要求的网络，同样能够满足现有网络业务的要求；
2)宽带化特征视频节目对带宽的要求比话音、数据业务对网络带宽的要求高很多；
3)分组化特征节目是以“分组流”的形式传输，特别是经过压缩编码后的视频节目，信源编码、信道纠错编码等都需要进行分组处理，各种体制的区别在于分组格式不同；4)泛在性；5)安全性；6)可管理性。
七、结束语
三网合一是现代信息技术合一发展的必然趋势。目前，我国已基本具备进一步开展三网合一的技现三网互联互通、资源共享，为用户提供话音、数据和广播电视等多种服务，对于促进信息和文化产业发展，提高国民经济和社会信息化水平，满足人民群众日益多样的生产、生活服务需求具有重要意义。
三网合一的基础是互联网。今天，电信和广电部门的主要业务都正在迅速转移到互联网上，面向广大消费者的数据业务运营在互联网上，使互联网成为电信行业的基础网络。网络电视台和新媒体技术的快速发展，为电信业带来了无限商机．国内外三网合一的实践经验表明，三网合一是一个不断探索、发展和演进的过程，虽然合一之路艰辛曲折，但目标清晰明确，人们期盼的三网合一终将实现。
参考书目：
[1]纪越峰 .现代通信技术 . 北京邮电大学出版社 . 2004
[2]韦乐平 . 三网合一的思考 . 电信科学 . 2010
[3]李辉，张翠莲 . 三网合一浅析中小企业管理与科技 . 2010
[4]徐鑫，陈新 .建立完善政策体系推动三网合一进程.中国科技论坛.2010
Harbin Institute of Technology 课程大作业说明书 课程名称：机械工程测试技术基础 设计题目：信号的分析与系统特性 院系： 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间：2013/07/05 哈尔滨工业大学
目录
1 题目： 写出下列信号中的一种信号的数学表达通式，求取其信号的幅频谱图（单边谱和双边谱）和相频谱图，若将此信号输入给特性为传递函数为 )(s H 的系统，试讨论信号参数的取值，使得输出信号的失真小。 （选其中一个信号） 1-1信号参数 2 幅频谱和相频谱 将其分解为三角函数表示形式的傅里叶级数， 式中00 2= =2w T π π 。 所以0001111 (t)=(sin(w t)+sin(2w t)+sin(3w t)+223 w π-…)
转换为复指数展傅里叶级数： 当n=0时，01 = =22 A c ，0=0? ； =1,2,3,n ±±±当… 时， 111 222n n c A n π=== ， 3 频率成分分布 由信号的傅里叶级数形式及可以看出，锯齿波是由一系列正弦波叠加而成，正弦波的频率由0w 到20w ，30w ……，其幅值由A π 到2A π，3A π，……依次减小，各频率成分的相位都为0。 3.1 H(s)伯德图 3.1.1 一阶系统1 ()1 H s s τ= +伯德图 ` M a g n i t u d e (d B ) 10 10 10 10 10 10 P h a s e (d e g ) Bode Diagram Frequency (rad/s) 10 1010101010 P h a s e (d e g ) Bode Diagram Frequency (rad/s)
现代控制理论 (主汽温对象模型) 班级: 学号: 姓名:
目录 一. 背景及模型建立 1.火电厂主汽温研究背景及意义 2.主汽温对象的特性 3.主汽温对象的数学模型 二.分析 1.状态空间表达 2.化为约当标准型状态空间表达式并进行分析 3.系统状态空间表达式的求解 4.系统的能控性和能观性 5.系统的输入输出传递函数 6.分析系统的开环稳定性 7.闭环系统的极点配置 8.全维状态观测器的设计 9.带状态观测器的状态反馈控制系统的状态变量图 10.带状态观测器的闭环状态反馈控制系统的分析 三.结束语 1.主要内容 2.问题及分析 3.评价
一.背景及模型建立 1.火电厂主汽温研究背景及意义 火电厂锅炉主汽温控制决定着机组生产的经济性和安全性。由于锅炉的蒸汽容量非常大、过热汽管道很长，主汽温调节对象往往具有大惯性和大延迟，导致锅炉主汽温控制存在很多方面的问题，影响机组的整个工作效率。主汽温系统是表征锅炉特性的重要指标之一，主汽温的稳定对于机组的安全运行至关重要。其重要性主要表现在以下几个方面： (1) 汽温过高会加速锅炉受热面以及蒸汽管道金属的蠕变，缩短其使用寿命。例如，12CrMoV 钢在585℃环境下可保证其应用强度的时间约为10万小时，而在 595℃时，其保证应用强度的时间可能仅仅是 3 万小时。而且一旦受热面严重超温，管道材料的强度将会急剧下降，最终可能会导致爆管。再者，汽温过高也会严重影响汽轮机的汽缸、汽门、前几级喷嘴和叶片、高压缸前轴承等部件的机械强度，从而导致设备损坏或者使用年限缩短。 (2) 汽温过低，会使得机组循环热效率降低，增大煤耗。根据理论估计可知：过热汽温每降低10℃，会使得煤耗平均增加0.2%。同时，汽温降低还会造成汽轮机尾部的蒸汽湿度增大，其后果是，不仅汽轮机内部热效率降低，而且会加速汽轮机末几级叶片的侵蚀。此外，汽温过低会增大汽轮机所受的轴向推力，不利于汽轮机的安全运行。 (3) 汽温变化过大会使得管材及有关部件产生疲劳，此外还将引起汽轮机汽缸的转子与汽缸的胀差变化，甚至产生剧烈振动，危及机组安全运行。 据以上所述，工艺上对汽温控制系统的质量要求非常严格，一般控制误差范围在±5℃。主汽温太高会缩短管道的使用寿命，太低又会降低机组效率。所以必须实现汽温系统的良好控制。而汽温被控对象往往具有大惯性、大延时、非线性，时变一系列的特性，造成对象的复杂性，增加了控制的难度。现代控制系统中有很多关于主汽温的控制方案，本文我们着重研究带状态观测器的状态反馈控制对主汽温的控制[1] 。 2.主汽温对象的特性 2.1主汽温对象的静态特性 主汽温被控对象的静态特性是指汽温随锅炉负荷变化的静态关系。过热器的传热形式、结构和布置将直接影响过热器的静态特性。现代大容量锅炉多采用对流过热器、辐射过热器和屏式过热器。对流过热器布置在450℃～1000℃烟气温度的烟道中，受烟气的横向和纵向冲刷，烟气以对流方式将热量传给管道。而辐射过热器则是直接吸收火焰和高温烟气的辐射能。屏式过热器布置在炉膛内上部
第一章 1.1 以无线广播和电视为例，说明图 1-1 模型中的信息源，受信者及信道包含的具体内容是什么 在无线电广播中，信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号，收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音；在电视系统中，信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像；二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波 1.2 何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么 数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的。 1.3 何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点 传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统； 优缺点： 1.抗干扰能力强；2.传输差错可以控制；3.便于加密处理，信息传输的安全性和保密性越来越重要，数字通信的加密处理比模拟通信容易的多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密，解密处理；4.便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储，处理和交换，可使通信网的管理，维护实现自动化，智能化；5. 设备便于集成化、微机化。数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。设备中大部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小，功耗低；6. 便于构成综合数字网和综合业务数字网。采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。另外，电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网；缺点：占用信道频带较宽。一路模拟电话的频带为 4KHZ 带宽，一路数字电话约占64KHZ。 1.4 数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么 数字通行系统的模型见图1-4 所示。其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换；信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰
哈工大测试技术大作业 锯齿波 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
Harbin Institute of Technology 课程大作业说明书课程名称：机械工程测试技术基础 设计题目：信号的分析与系统特性 院系： 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间：2013/07/05 哈尔滨工业大学
目录
1 题目： 写出下列信号中的一种信号的数学表达通式，求取其信号的幅频谱图（单边谱和双边谱）和相频谱图，若将此信号输入给特性为传递函数为)(s H 的系统，试讨论信号参数的取值，使得输出信号的失真小。 （选其中一个信号） 1-1信号参数 2 幅频谱和相频谱 将其分解为三角函数表示形式的傅里叶级数， 式中00 2= =2w T π π 。 所以0001111 (t)=(sin(w t)+sin(2w t)+sin(3w t)+223 w π-…) 转换为复指数展傅里叶级数： 当n=0时，01 = = 22A c ， 0=0? ； =1,2,3,n ±±±当…时，111 222n n c A n π=== ， 用Matlab 做出其双边频谱 图 1锯齿波双边幅频谱 图 2锯齿波双边相频谱
单边频谱： 图 3锯齿波单边频谱 3 频率成分分布 由信号的傅里叶级数形式及可以看出，锯齿波是由一系列正弦波叠加而 ` 3.1.2 二阶系统22 40()2n n n H s s s ωζωω= ++ 4 式中 A ， =-arctan ()?τω ，sin ? M a g n i t u d e (d B ) 10 10 10 10 10 10 P h a s e (d e g ) Bode Diagram Frequency (rad/s) 10 10 10 10 10 10 P h a s e (d e g ) Bode Diagram Frequency (rad/s) M a g n i t u d e (d B ) 101010101010 P h a s e (d e g ) Bode Diagram Frequency (rad/s)10 10 10 10 10 10 Bode Diagram Frequency (rad/s)
《蜀道难的课件制作》 课程名称：现代教育技术 系别:：教师教育学院 专业：汉语言文学行知二班 姓名：郭军 学号：44 注意事项 1.考生需将上述有关项目填写清楚 2.字迹要清楚，保持卷面清洁。 3.交卷时请将本答卷和题签一起上交，题签作为封面下一页装订。 论文试题 课程名称：现代教育技术考核类别：考察 课程类别: 专业选修考试形式: 作品加论文 使用范围：教师教育学院11级 要求： 一、论文题目。 选一节课，必须是你学习的本专业的课程，论文题目为：《XXX课的课件制作》 二、要求： 1、不少于2000字； 2、论文分三部分，第一部分课件制作的目的意义。 3、第二部分，你所选课程的制作方法和过程；要求图文并茂（附制作过程中软件抓图）。
4、第三部分，制作过程中应该注意的问题以及应用了哪些制作软件。 三、评分标准： 1、优秀的标准：论文立意明确，观点正确，有独到见解；论述说理透彻，论据充分，逻辑性强，意见或建议对实际工作具有指导意义和重要参考价值；文章层次清楚，条理清晰；语言流畅自然。 制作课件所用素材为自己制作，课件结构合理，交互性强，具有一定的艺术性，为独创课件。 2、良好的标准：论文立意较明确，观点正确；论述较透彻，逻辑性较强，意见和建议具有一定参考价值；文章层次较清楚，语言流畅，字数符合要求。 制作课件所用素材多数为自己制作，课件结构比较合理，交互性强，具有一定的艺术性，部分为独创课件。 3、中等的标准：论文立意较明确，观点基本正确；论据较充分，有一定逻辑性，能理论联系实际；文章层次较清楚，语言流畅，字数基本符合要求。 制作课件所用素材少数为自己制作，课件结构太简单，少量交互性，具有少量的艺术性，部分为独创课件。 4、及格的标准：论文立意较明确，有一定论述说理，逻辑性一般；文章有一定层次感，语言基本顺畅，字数基本符合要求。 制作课件所用素材少数为自己制作，课件结构混乱，无交互性，具有少量的艺术性，很少部分为独创课件。 5、不及格的标准：论文立意不明，有明显的错误观点和理念；论述说理不明白，文章层次混乱。课件为抄袭课件。 《蜀道难课的课件制作》 目的意义： 《蜀道难》是人教版高中《语文》第六册的一篇课文，内容主要是唐代诗歌。教学目 标是通过朗读把握诗歌丰富多彩的语言特点，领会诗歌奔放磅礴的气势和宏伟豪迈的情感基调，加深对李白诗歌特点的理解。 以往的课堂教学步骤的把握常常并不是很科学，老师有时完全不顾课堂节奏超时或者提前下课有时还是会发生，合理的备课是改善这一问题的关键之一，以此同时加入多媒体课件教学就会更好的合理分配教学时间，按时完成教学任务。伴随课件的教学，可以根据课件的播放板块、环节来调整教学的节奏，从而促进学生们积极的、主动的去学习，进而更好的提高学生的接受度、提升学习的效果。这就是多媒体课件存在并在课堂中应用的第二个意义所在。 传统的课堂主要是讲读、讲授法教学，教师总是沦为了所谓的“教书匠”，而并不是一个“引导者”的角色。课堂上一节课的课堂容量又十分有限，这造成了学生学到的知识的局限性，除了应试以及“死嚼书本”外其他知识均不了解，以至于进入大学、社会之后成为真正的学习的“机器”，这样的结果往往是“丢了西瓜捡芝麻”，“顾此失彼”的。因此，在当今的现代化课堂中使用课件就有了更加丰富的用途。课件的应用能丰富我们的教学内容，增加我们课堂上讲授的内容容量，课件中插入的视频、音乐、图片能加深学生对于课文的理解与学习，让学生在感官上受到熏陶与感染，更好的拓展、迁移、升华，课件的使用既让学生收获更多多元化的知识同时又对教学过程有促进和推动作用。 传统的课堂可能会出现死气沉沉的情况，学生学习兴趣不高、不注意听讲、不主动
电子测量技术大作业 目录 题目一测量数据误差处理 (1) (1)提供测试数据输入、粗大误差判别准则选择等的人机界面； (1) (2)编写程序使用说明； (1) (3)通过实例来验证程序的正确性。 (1) 题目二时域反射计 (1) (1)时域反射计简介 (1) (2)时域反射计原理 (2) (3)时域反射计（TDR）组成 (2) (4)仿真与结果 (2) 附录 (2)
题目一测量数据误差处理 2-21 参考例2-2-6的解题过程，用C语言或Matlab设计测量数据误差处理的通用程序,要求如下： (1)提供测试数据输入、粗大误差判别准则选择等的人机界面； 图 1 测试数据误差处理的输入 (2)编写程序使用说明； 本题用的是C语言编写的数据误差处理的通用程序，调试编译借助了CodeBlocks软件。运行exe文件后，只需输入所需测试数据的数目、各数值大小并选择误差处理方式与置信概率即可得出处理结果。在程序的子函数中已经将t a值表、肖维纳准则表及格拉布斯准则表的所有数据存入，无需人工查表填入。其他具体程序内容可见附录。 图 2 程序运行流程图 (3)通过实例来验证程序的正确性。 例2-2-6中的原始数据如下表1 计算所得结果与图3显示结果近似相等，说明程序编译无误。 图 3 数据处理后的结果显示 题目二时域反射计 6-14 在Multisim环境下，基于Tektronix TDS204虚拟示波器设计一种时域反射计，给出电路原理图和实验仿真结果。（本题设计以时域反射计测量阻抗为例） (1)时域反射计简介 时域反射计(TDR)用来测量信号在通过某类传输环境传导时引起的反射，如电路板轨迹、电缆、连接器等等。TDR仪器通过介质发送一个脉冲，把来自“未知”传输环境的反射与标准阻抗生成的反射进行比较。TDR 显示了在
现代控制理论大作业分析对象：汽车悬架系统 指导老师：周晓敏 专业：机械工程 姓名：白国星 学号：S2*******
1.建模 悬架是车轮或车桥与汽车承载部分之间具有弹性的连接装置的总称，具有传递载荷、缓和冲击、衰减振动以及调节汽车行驶中的车身位置等作用。传统汽车悬驾系统是被动悬驾，其参数不能改变，无法控制其对不同路面激励的响应，因此对不同路面的适应性较差。为提高汽车的行驶平顺性、操纵稳定性和制动性等性能，人们开始用主动悬架系统来代替传统的被动悬架系统。主动悬架系统能根据路面的情况通过一个动力装置改变悬挂架的参数，改善汽车的各方面性能。 对悬驾系统进行仿真计算首先要建立悬驾系统动力学模型，随后对所建立的模型进行仿真分析。为了简化模型，取汽车的一个车轮的悬驾系统进行研究，该模型可简化为一维二自由度的弹簧阻尼质量系统，图1所示为该模型的模拟图。 图1 悬架系统模型的模拟图 其中u为动力装置的作用力，w为路面位移，x1为车身位移，x2为悬驾位移，用车身位移来度量车身的振动情况，并视为系统的输出。路面状况以w为尺度，并视为系统的一个干扰输入。当汽车从平面落入坑时，w可用一个阶跃信
号来模拟。u 为主动悬架的作用力，它是系统的控制量。 进行受力分析，由牛顿第二规律可得车身悬架系统的动力学方程为: ()()()()() 1121212212122s s t m x K x x b x x u m x K x x b x x u K w x ?=-+-+?? =-+--+-??& &&&&&&& 设系统状态变量为: []1 2 12x x x x x =&& 则上面系统动力学方程可改写为状态空间表达式: x Ax Bu y Cx Du =+?? =+?& 其中: ()1 1 1 1222 200 100001s s s t s K K b b A m m m m K K K b b m m m m ????????--=????-+??-??? ? 12 200 001 01t B m K m m ?? ??????=????-???? []1000C = []00D = u u w ??=???? Matlab 系统模型程序代码： m1=800;m2=320;ks=10000;b=30000; kt=10*ks;
福师《现代教育技术》在线作业二 试卷总分：100 测试时间：-- 一、单选题（共 35 道试题，共 70 分。） 1. 我国的电化教育萌芽于__B______。 A. 19世纪末 B. 20世纪20年代 C. 20世纪40年代 D. 20世纪60年代 2. 意义学习论的代表人物是（ C ） A. 斯金纳 B. 布鲁纳 C. 奥苏贝尔 D. 乔姆斯基 3. 用录音机录制教材时，如果录音机上没有磁带选择开关，那么应使用___A_____录音。 A. 普通磁带 B. 钴带 C. 铬带 D. 金属带 4. 下列几种媒体中，___A_____是听觉媒体。 A. CD B. VCD C. LD D. DVD 5. 在一个校园内构建计算机网络，一般属于___A_____。 A. 局域网 B. 都市网 C. 广域网 D. 因特网 6. 人本主义心理学之父指（ B ） A. 罗杰斯 B. 马斯洛 C. 布鲁纳 D. 乔姆斯基
7. （ B ）是要选择合适的教学模式、教学媒体和教学方法 A. 教学设计 B. 教学策略 C. 教学目标 D. 教学大纲 8. “媒体是人体的延伸”是（ D ）的主要观点。 A. 乔姆斯基 B. 戴尔 C. 斯金纳 D. 麦克卢汉 9. 按照布鲁纳的发现学习的策略，老师不把教学内容___C_____告诉学生。 A. 全部 B. 间接 C. 直接 D. 逐步 10. 教学设计所面对的问题目标状态，是由（ D ）的要求和教材教学内容本身 的性质所决定的。 A. 学生 B. 教师 C. 教材 D. 教学大纲 11. ( B )环节要作的工作就是：使用评价的工具和方法对学生学习前的起点行 为进行分析，确定学生的准备状态。 A. 分析教学大纲 B. 分析学生特征 C. 制订教学目标 D. 实施教学评价 12. 社会学习理论的创立者是（ A ） A. 班杜拉 B. 布鲁纳 C. 斯金纳 D. 桑代克 13. 用韦斯特莱传播理论解释教学过程，___C__是“把关人”。 A. 教材的编制者 B. 教学管理者
《现代通信原理与技术》是全国高职高专一体化教学通信专业通用教材。本书全面介绍了现代通信系统的基本原理、基本技能和基本分析方法。全书共七章，分别是：绪论、模拟调制系统、数字基带传输系统、数字信号的频带传输、模拟信号的数字传输、差错控制编码和同步系统。 本书是全国高职高专一体化教学通信专业通用教材。本书全面介绍了现代通信系统的基本原理、基本技能和基本分析方法。全书共七章，分别是：绪论、模拟调制系统、数字基带传输系统、数字信号的频带传输、模拟信号的数字传输、差错控制编码和同步系统。 作为高职高专通信专业的一门核心技术基础课程教材，在本书的编写中考虑了以下的原则与特点： 1．充分考虑了高职教育以应用能力培养为主线的特点，并考虑了高职学生的学习能力，内容上力求通俗易懂，以必需够用为度，并适当考虑学生的可持续发展的要求。 2．讲述简明透彻、概念清楚，重点突出。着重使学生掌握通信系统的基本概念、基本原理，大大缩减了不必要的数学推导和计算。 3．本着学用一体的思想，本书加强了针对性和实用性，尽可能的体现现代通信系统中的新知识、新技术和新方法，并在大部分章节配有相应的实训内容与要求，以强化学生的动手能力。 4．在教学内容和思考练习中，着重训练学生对基本概念的理解与掌握，系统的培养学生科学的思维方法和学习能力。 全书内容丰富，编排连贯，系统性强。先介绍基础知识，后介绍
系统知识，每章配有小结和富有针对性的思考题和习题，便于学生学习掌握。 本书既可作为高职高专层次的各类高校通信、电子、计算机应用等专业的教材，又可作为成人高等学校有关专业教学用书，还可以作为信息类专业工程技术人员的参考用书。 本书由济南铁道职业技术学院陈霞、山东省农业管理干部学院杨现德担任主编，曾庆磊、姜维正、秦爱民担任副主编，寇迎辉、张慧香、房曙光、崔雪彦参加了部分章节的编写。垒书由陈霞统稿并主审。 限于编者水平，书中难免有疏漏和不足，恳请读者批评指正。
现代流动测试技术 大作业 姓名： 学号： 班级： 电话： 时间：2016
第一次作业 1）孔板流量计测量的基本原理是什么？对于液体、气体和蒸汽流动，如何布置测点？ 基本原理：充满管道的流体流经管道的节流装置时，在节流件附近造成局部收缩，流速增加，在上下游两侧产生静压差。在已知有关参数的条件下，根据流动连续性原理和伯努利方程可以推导出差压与流量之间的关系而求得流量。公式如下： 4v q d π α== 其中： C －流出系数 无量纲 d －工作条件下节流件的节流孔或喉部直径 D －工作条件下上游管道内径 qv －体积流量 m3/s β－直径比d/D 无量纲 ρ—流体的密度Kg/m3 测量液体时，测点应布置在中下部，应为液体未必充满全管，因此不可以布置的太靠上。 测量气体时，测点应布置在管道的中上部，以防止气体中密度较大的颗粒或者杂质对测量产生干扰。 测量水蒸气时，测点应该布置在中下部。 2）简述红外测温仪的使用方法、应用领域、优缺点和技术发展趋势。 使用方法：红外测温仪只能测量表面温度，无法测量内部温度；安装地点尽量避免有强磁场的地方；现场环境温度高时，一定要加保护套，并保证水源的供应；现场灰尘、水汽较大时，应有洁净的气源进行吹扫，保证镜头的洁净；红外探头前不应有障碍物，注意环境条件：蒸汽、尘土、烟雾等，它阻挡仪器的光学系统而影响精确测温；信号传输线一定要用屏蔽电缆。 应用领域：首先，在危险性大、无法接触的环境和场合下，红外测温仪可以作为首选，比如： 1）食品领域：烧面管理及贮存温度 2）电气领域：检查有故障的变压器，电气面板和接头 3）汽车工业领域：诊断气缸和加热/冷却系统 4）HVAC 领域：监视空气分层，供/回记录，炉体性能。 5）其他领域：许多工程，基地和改造应用等领域均有使用。 优点：可测运动、旋转的物体；直接测量物料的温度；可透过测量窗口进行测量；远距离测量；维护量小。 缺点：对测量周围的环境要求较高，避免强磁场，探头前不应有障碍物，信号传输线要用屏蔽电缆，当环境很恶劣时红外探头应进行保护。 发展趋势：红外热像仪，可对有热变化表面进行扫描测温，确定其温度分布图像，迅速检测出隐藏的温差。便携化，小型化也是其发展趋势。 3）简述LDV 和热线的测速原理及使用方法。
现代控制理论 直流电动机模型的分析 姓名：李志鑫 班级：测控1003 学号：201002030309
2 1直流电动机的介绍 1.1研究的意义 直流电机是现今工业上应用最广的电机之一，直流电机具有良好的调速特性、较大的启动转矩、功率大及响应快等优点。在伺服系统中应用的直流电机称为直流伺服电机，小功率的直流伺服电机往往应用在磁盘驱动器的驱动及打印机等计算机相关的设备中，大功率的伺服电机则往往应用在工业机器人系统和CNC铣床等大型工具上。[1] 1.2直流电动机的基本结构 直流电动机具有良好的启动、制动和调速特性，可以方便地在宽范围内实现无级调速，故多采用在对电动机的调速性能要求较高的生产设备中。 直流伺服电机的电枢控制：直流伺服电机一般包含3个组成部分： - 图1.1 ①磁极： 电机的定子部分，由磁极N—S级组成，可以是永久磁铁（此类称为永磁式直流伺服电机），也可以是绕在磁极上的激励线圈构成。 ②电枢： 电机的转子部分，为表面上绕有线圈的圆形铁芯，线圈与换向片焊接在一起。 ③电刷： 电机定子的一部分，当电枢转动时，电刷交替地与换向片接触在一起。 直流电动机的启动
电动机从静止状态过渡到稳速的过程叫启动过程。电机的启动性能有以下几点要求： 1）启动时电磁转矩要大，以利于克服启动时的阻转矩。 2）启动时电枢电流要尽可能的小。 3）电动机有较小的转动惯量和在加速过程中保持足够大的电磁转矩，以利于缩短启动时间。 直流电动机调速可以有： （1）改变电枢电源电压； （2）在电枢回路中串调节电阻； （3）改变磁通，即改变励磁回路的调节电阻Rf以改变励磁电流。 本文章所介绍的直流伺服电机，其中励磁电流保持常数，而有电枢电流进行控制。这种利用电枢电流对直流伺服电机的输出速度的控制称为直流伺服电机的电枢控制。如图1.2 Bm 电枢线路图1.2 ——定义为电枢电压（伏特）。 ——定义为电枢电流（安培）。 ——定义为电枢电阻（欧姆）。 ——定义为电枢电感（亨利）。 ——定义为反电动势（伏特）。 ——定义为励磁电流（安培）。 ——定义为电机产生的转矩（牛顿?米） ——定义为电机和反射到电机轴上的负载的等效粘带摩擦系数（牛顿?米∕度?秒） —定义为电机和反射到电机轴上的负载的等效转动惯量（千克?米）。 1.3建立数学模型 电机所产生的转矩，正比于电枢电流I与气隙磁通Φ的乘积，即： Φ (1-1) 而气隙磁通Φ又正比于激励电流，故式（1-1）改写为 (1-2)
现代控制理论大作业-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
分类号：TH89 单位代码：10110 学号： 中北大学 综合调研报告题目: 磁盘驱动器读写磁头的定位控制 系别: 计算机科学与控制工程学院 专业年级: 电气工程与智能控制2014级 姓名: 何雨贾晨凌朱雨薇贾凯张钊中袁航 学号: 14070541 39/03/04/16/33/47 指导教师: 靳鸿教授崔建峰讲师 2017年5月7日
摘要 硬盘驱动器作为当今信息时代不可缺少的存储设备，在人们日常生活中正扮演着越来越重要的角色，同时它也成为信息时代科学技术飞速发展的助推器。然而，随着信息量的日益增长，人们对硬盘驱动器存储容量的要求越来越高。但另一方面由于传统硬盘驱动器的低带宽、低定位精度，导致磁头很难准确地定位在目标磁道中心位置，从而限制了存储容量的持续增加。 自IBM公司于1956年向全球展示第一台磁盘存储系统R.AMAC以来，随着存储介质、磁头、电机及半导体芯片等相关技术的不断发展，硬盘的存储容量成倍增长、读写速度不断提高。要保证可靠的读写性能，盘片的转速控制和磁头的定位控制问题具有重要意义。其中磁头的定位控制主要包括寻道控制与定位跟踪控制两个问题，如PID控制、自适应控制、模态切换控制等，这些控制方法大大提高了硬盘磁头伺服系统的性能。为达到更高的精度，磁头双级驱动模型成近年的研究热点，多种控制策略已有相关报道，但目前仍处于实验水平。 关键词： 磁盘驱动器；磁头；定位；控制 Abstract Hard disk drive (HDD), acted as requisite storage equipment in current information age,plays a more and more vital role in people’s daily life, and it becomes a roll booster in rapid development of science and technology. However, with the increase of information capacity, we put forward a severe request for HDD data storage capacity. Unfortunately, due to the low bandwidth, low positioning accuracy in conventional HDD, magnetic head is hard to be positioned onto the destination track center, thus it limits the continuing increase in storage capacity. Since IBM brought the first disk-the random access memory accounting machine(RAMAC) to market in 1956, the storage capacity and read/write speed have continuously increased along with the development of the techniques of media,read/write head, actuators and semiconducting chips. The problems of R/W head's settling control is definitely important in order to ensure the reliability of read and write performance. Track seeking and track following are two main stages of the hard disk servo system. Researchers have developed kinds of control strategies to implement the servo control from PID control to advanced control methods.Dual-stage actuator has attracted many researchers and engineers for its broaderbandwidth compared with single-stage actuator. Key Words：Hard Disk Drive;Heads; Location; Control
第一章 1-1 e 的信息量 ==)(1log 2 e P I e 3.25bit v 的信息量 ==) (1 log 2v P I v 6.96bit 1-2 因为全概率1)1()0(=+P P ，所以P(1)=3/4，其信息量为 ==) 1(1 log 2 P I 0.412(bit) 1-3平均信息量（熵） ∑=- =n i i i x P x P x H 1 2 )(log )()(=2.375（bit/符号） 1-4 （1）一个字母对应两个二进制脉冲，属于四进制符号，故一个字母的持续时间为10ms 。传送字母的符号速率为)(10010521 3 B R B =??=- 等概率时的平均信息速率 )/(200log 2s bit M R R B b == （2） 平均信息量为 ∑=- =n i i i x P x P x H 1 2 )(log )()(=1.985（bit/符号） 则平均信息量为)/(5.198s b H R R B b =?= 1-5 （1） )/(2400s bit R R B b == （2） )/(96004240016log 2s bit R R B b =?== 1-6 （1） 先求信息源的熵，∑=- =n i i i x P x P x H 1 2 )(log )()(=2.23（bit/符号） 则平均信息速率 )/(1023.23 s b H R R B b ?=?= 故传送1小时的信息量)(10028.81023.236006 3bit R T I b ?=??=?= （2）等概率时有最大信息熵，)/(33.25log 2max 符号bit H == 此时平均信息速率最大，故有最大信息量)(10352.86 max bit H R T I B ?=??= 1-7 因为各符号的概率之和等于1，所以第四个符号的概率为1/2，则该符号集的平均信息量为)/(75.12 1 log 2181log 81241log 41222符号bit H =-?-- = 1-8 若信息速率保持不变，则传码率为
精密测试技术大作业专业： 班级： 学号： 姓名：
上世纪90年代以来，如何以最短的时间开发出高质量、高性能价格比、容易被用户接受的新产品已成为市场竞争的焦点。有人预测，当前制造技术的发展目标是：强化具有自主创新技术的产品开发能力和制造能力，增强企业间的合作能力，缩短产品上市时间，提高产品质量和生产效率，进而提高企业对市场需求的应变能力和综合竞争能力。因此先进制造技术的发展日新月异，继计算机集成制造技术之后，又出现了并行工程、精益制造、智能制造、敏捷制造、快速原形制造等。如美国在90年代实现了“三个三”，即产品生命周期三年；试制周期三个月；设计周期三周。未来制造业发展的主要趋势是向精密化、柔性化、智能化、集成化、全球化、网络化、虚拟化的方向发展。精密测试技术就要适应这种发展，它在机械学科中的作用是：为先进制造业服务，担负起质量技术保证的重任。首先要以提高产品质量和要达到的最重要的目标为基本出发点，要将精密测试贯穿产品制造的整个过程。其次精密测试技术要有利于生产效率的提高，至少不能妨碍生产速度，因此检测方法要能适应快速发展的生产要求，不能单纯为了检测而检测，更不能因为检测的要求而影响生产的效益。从更积极的角度出发，应该是由于精密测试技术的正确服务和保证促进了生产能力的提高。 根据先进制造技术发展的要求，精密测试技术本着其自身的发展规律，不断拓展着新的测量原理、测试方法和测试信息处理技术，就机械学科而言，预计将向以下几个方面发展。 1.零废品生产中的测量控制 在机械制造业中，质量保证的理想目标是实行生产的零废品制造，在实现这个目标的过程中，精密测试技术的作用和重要意义是不言而喻的。零部件的加工质量、整机的装配质量都与加工设备、测试设备以及测试信息的分析处理有关，因此实现零废品生产，从精密测试的角度出发，应考虑以下几个方面的问题：
现代控制理论大作业 一、位置控制系统----双电位器位置控制系统 由系统分析可知，系统的开环传递函数： 2233.3 s =s s 2*0.07s*s 205353G （）（+1）*（++1） 另：该系统改进后的传递函数： 223.331s =s s 2*0.07s*s 3455353G （ ）（+1）*（++1） 1、时域数学模型 <1>稳定性 >> s=tf('s'); >> G=33.3/(s*(s/20+1)*(s^2/53^2+2*0.07*s/53+1)); >>sys=feedback(G,1); >> sys Transfer function: 9.915e007 ----------------------------------------------------------- 53 s^4 + 1453 s^3 + 1.567e005 s^2 + 2.978e006 s + 9.915e007 >> pzmap(sys) 由零极点图可知，该系统有四个极点，没有零点，其中两个在左半s 开平面上，两个在s 平面的虚轴处，则，四个极点的坐标分别是：
>> p=pole(sys) p = 0.0453 +45.2232i 0.0453 -45.2232i -13.7553 +26.9359i -13.7553 -26.9359i 系统的特征方程有的根中有两个处于s的右半平面，系统处于不稳定状态 <2>稳态误差分析 稳态误差分析只对稳定的系统有意义，系统（G）处于不稳定状态，所以不做分析。改进后系统（G1）如下，求其特征方程的极点： >> s=tf('s'); >> G1=3.33/(s*(s/345+1)*(s^2/53^2+2*0.07*s/53+1)); >> sys2=feedback(G1,1); >>p=pole(sys2); p = 1.0e+002 * -3.4492 -0.0206 + 0.5258i -0.0206 - 0.5258i -0.0338 可以看出，改进后的传递函数G1的四个极点都在s平面的右半开平面上，则系统G1是稳定的，故对此系统做稳态误差分析： 由系统G1的开环传递函数在原点处有一个极点，故属于1型系统。系统是电位器位置控制，信号的输入应该是一种瞬时变化，类似于系统的阶跃响应，所以查稳态误差与系统结构参数、输入信号特性之间关系一览表，可得系统G1的稳态误差为零。 <3>动态响应分析（主要是单位阶跃响应，其他响应一般是用于静态性能的测试） ①系统的单位阶跃响应： >> s=tf('s'); >> G=33.3/(s*(s/20+1)*(s^2/53^2+2*0.07*s/53+1)) >>sys=feedback(G,1); >> step(sys）
《现代教育技术基础作业2》 一、填空题 1．媒体按作用于人的不同感官划分，可分为视听、视觉和听觉。 2．教学媒体由教和学两部分组成。 3．媒体具有传播和获取的功能；媒体具有积累和存储信息的功能。 4．通常小学教学中最普遍使用的教学媒体有黑板和粉笔、文字印刷、图片、实物和模型教具。 5．教学中使用的投影型视觉媒体主要有幻灯和投影。 6．在使用幻灯机时，如果影幕上的图像模糊，应调节幻灯机的调焦旋钮。 7．录音机在教学中使用的方法主要有示范模仿、情景展示和配画放音法。 8．听觉媒体是指承载、传输和控制声音的物质材料和工具。 9．计算机辅助学习主要有辅助学习式和模拟环境两种基本模式。 10．多媒体计算机主要包括三部分：信息输入部分、信息管理部分、输出部分。 11．计算机多媒体的教学功能主要有四个方面：作为教师、作为学习者、作为学习环境或学习工具、教学管理助手。 12．卫星电视系统由上行地面站、同步地球卫星和地面卫星接收站三部分组成。 二、单项选择题 1．教学传播过程中的五个基本要素是。 A．传播者、资源、信息、媒体、接受者 B．传播者、资源、信息、接受者、效果 C．传播者、媒体、信息、接受者、效果 D．教师、媒体、教材、学生、学习效果 2．下面关于教学媒体这一概念的叙述中正确的是。 A．教学媒体是教学信息的发送者 B．在教学中所有的服务于教学的工具都是媒体 C．教师不能算是一种教学媒体 D．黑板不是教学媒体 3．下面关于教学媒体分类的表述中，不正确的是。 A．可按教学媒体的实用性和价值分类 B．可按教学媒体的物理性质分类 C．可按传递信息的单向或双向分类 D．可按与外界接触的人体器官分类 4．下面关于媒体的教学功能的说法中，正确的是。 A．教学媒体的理论和实践是教育技术的唯一研究领域 B．运用媒体的方式、方法对教学的效果影响不大 C．能找到一种可以适合于任何教学目标的“超级媒体”
4-1 解 AM 信号 ()[]t t A t s AM ππ4010cos 2000cos 2)(?+= DSB 信号 ()()() t t t t t s D S B ππππ444108.0cos 102.1cos 10cos 2000cos 2)(?+?=?= USB 信号 () t t s U S B π4102.1cos )(?= LSB 信号 () t t s L S B π4108.0cos )(?= 频谱图略 4-2 解 设载波 ， （1）DSB 信号的波形如题4-2图（b),通过包络后的输出波形为题4-2 图（c)。 （2）AM 信号 ，设 ，波形如题4-2图（d),通 过包络后的输出波形为题4-2图（e)。 讨论DSB 解调信号已严重失真，故对DSB 信号不能采用包络检波法；而AM 可采用此法恢复 。 题4-2图(b)、(c)、(d)和(e) 4-5 解 （1）为了保证信号顺利通过和尽可能地滤除噪声，带通滤波器的宽度等于已调信号
带宽，即kHz f B m 8422=?==，其中心频率为100kHz ，故有 为常数，其中其他， ，K kHz f kHz K H ???≤≤=010496)(ω。 （2）已知解调器的输入信号功率W mW S i 31022-?==，输入噪声功率为 )(1032101021082)(26633W f P B N n i ---?=?????=?= 故输入信噪比 5.62=i i N S （3）因为DSB 调制制度增益2=DSB G ，故解调器的输出信噪比 1252==i i o o N S N S （4）根据相干解调器的输出噪声与输入噪声功率关系)(1084 1 6W N N i o -?== 又因解调器中低通滤波器的截止频率为kHz f m 4=，故输出噪声的功率谱密度 kHz f Hz W f N f P m o N o 4)/(10110 81082)(33 6 ≤?=??==--， μ 或者，根据相干解调器的输出噪声与输入噪声功率关系)(2 1 )(t n t n c o =，其中)(t n c 是解调器输入端高斯窄带噪声的同相分量，其功率谱密度 kHz f Hz W f P f P n nc 4)/(104)(2)(3≤?==-， μ 因此输出噪声)(t n o 的功率谱密度kHz f Hz W f P f P nc no 4)/(101)(4 1 )(3≤?==-， μ 功率谱图略 4-6 解 方法如上题 （1）为常数，其中其他， ，K kHz f kHz K H ?? ?≤≤=010096)(ω （2） 125=i i N S （3）125=o o N S 4-7 解 练习题4-7图 接收机模型
现代控制理论-大作业-倒立 摆 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
摘要 倒立摆系统是一个复杂的、高度非线性的、不稳定的高阶系统，是学习和研究现代控制理论最合适的实验装置。倒立摆的控制是控制理论应用的一个典型范例，一个稳定的倒立摆系统对于证实状态空间理论的实用性是非常有用的。 本文主要研究的是二级倒立摆的极点配置方法，首先用Lagrange方程建立了二级倒立摆的数学模型，然后对二级倒立摆系统的稳定性进行了分析和研究，并给出了系统能控能观性的判别。基于现代控制理论中的极点配置理论，根据超调量和调整时间来配置极点，求出反馈矩阵并利用Simulink对其进行仿真，得到二级倒立摆的变化曲线，实现了对闭环系统的稳定控制。 关键词：二级倒立摆；极点配置；Simulink
目录 1.绪论 (1) 2 数学模型的建立和分析 (2) 2.1 数学建模的方法 (2) 2.2 二级倒立摆的结构和工作原理 (2) 2.3 拉格朗日运动方程 (3) 2.4推导建立数学模型 (4) 3 二级倒立摆系统性能分析 (10) 3.1 稳定性分析 (10) 3.2 能控性能观性分析 (11) 4 状态反馈极点配置 (12) 4.1 二级倒立摆的最优极点配置1 (12) 4.2 二级倒立摆最优极点配置2 (14) 5. 二级倒立摆matlab仿真 (16) 5.1 Simulink搭建开环系统 (16) 5.2 开环系统Simulink仿真结果 (16) 5.3 Simulink搭建极点配置后的闭环系统 (17) 5.4极点配置Simulink仿真结果 (18) 5.4.1 第一组极点配置仿真结果 (18) 5.4.2 第二组极点配置仿真结果 (20) 6.结论 (22) 7.参考文献 (23) 附录一 (24)