平面构成的形象
基本形和骨骼
平面设计我们这门课其实是对大家能力的训练,对形态的敏感性和创造性进行的训练,这是我们学设计的,学建筑装饰的一种基础训练,希望大家把这个基本功练号
上节课我们讲了平面构成的基本元素,点线面,我们看到了大量的大师的作品,点,线,面构成了我们能够看到的一个个的视觉形象,我们称之为基本形,这个基本形它是具有具体大小,形状的造型,色彩,机理
基本形之间又具有分离相遇重叠透叠联合减缺差叠重合等等关系,这些是我们平时能够观察到的,比较好理解
什么是骨骼?
骨骼是支撑形象的内在的构架,就是构成图形的框架、骨架，是为了将图形元素有秩序地进行排列而画出的有形或者无形的格子、线、框
。（下图就利用了骨骼来进行设计）
小时候我们写字一般都要在方格里写，如果是一张白纸摆在我们面前，我们为了把字写得整齐，都会用铅笔在上面打上格子，至少要画上线，其实，这种为了将图形元素有秩序地进行排列而画出的有形或者无形的格子、线、框，就是骨骼,
练书法的米字格,米字格就是正方形内在的骨骼
任何一幅平面设计，都是依照一定的规律将基本形组合起来的，这种管辖编排形象的方式称为骨骼。
在广告设计中骨骼就是版面中栅格,
一定比例的骨骼，骨骼按照比例关系生成，使画面各部分间呈现一种大小变化，从而产生韵律感（下两张图分别是一定韵律生成的骨骼）。
利用骨骼进行设计的例子
形象与空间
在平面构成中,形象基本上是二维空间的,也可以通过构成设计形成三维的,四维的,
各种形象与空间的形成
在造型观念中,以点,线,面,立体等几何因素构成的非具象的形态叫抽象形态,它是在自然形态的模仿造型之上的再度的提炼和简化,是具象形态的升华,抽象表现能力是我们平面构成要经常训练的一个方面,因为我们以后在建筑装饰设计是很有帮助的
美籍华人建筑师贝聿铭的卢浮宫
贝聿铭的苏州博物馆的设计运用大量几何形态
室内的例子
具象形态的构成,具象形态又称现实形态,就像我们拍的照片中的实物一样,是视觉可感知的一切自然形态,它是依照客观物象的本来面貌构造的写实形态,具象形态基本上是来源于对自然界物体的真实描写,比如我们写生
毕加索的牛具象向抽象的过度
具象形态可以是源于自然也可以是高于自然的,比如绘画中具象形态的夸张运用
岳敏君
岳敏君在近10年来的创作中以其鲜明的形象和风格特征在中国当代艺术界里占有独特的位置。这一位置不仅是一个“自我形象”放大的位置；同时也清晰地显示出某种市场化的商标性的特征。“自我形象”成了公众的代言人形象
岳敏君是一位非常成功的艺术家。
几十年只画了一个东西,就是他自己
一.对比与统一
1.对比又可以叫对照，把反差很大的两个要素放在一起的时候，会使人感受到鲜明强烈的感触，比如我们看到的时尚芭莎的这个山寨版，强烈对比你会对这组图片印象极为深刻
百事可乐的一则广告
现实生活中你有可能用到这样小的吸管、杯子、冰盒吗？我是没有体味过。但海报卖的也不是这些东西，而是迷你罐装百事可乐。
如果这个广告创意是直接拿正常百事罐装和迷你装对比，很难把迷你的手感表达出来，那么我们就加上些夸张，把常态的吸管、杯子、冰盒都变的如拇指般大小，就觉得感受很强烈
以并非常态对比常态，引发心理联想
以前一部很红的电影英雄和现在很火的电影哈利波特的海报，大家都很熟悉，这个里面也存在对比
位置对比，有点儿潜规则的味道了，主角放中间，配角靠两边，最配的隐在云中和踩在脚下虚实的对比
构成设计中对比的运用是非常多见的，而且对比的形式也是很多的
（1）同种元素的组合。
（2）类似元素的组合。
（3）不同元素的组合。
对比关系主要通过色调的明暗冷暖，形状的大小粗细、长短、方圆，方向的垂直、水平、倾斜，数量的多少，距离的远近疏密，图地的虚实黑白轻重，形象态势的动静等多方面的因素来达到。
对比手法对于我们设计中是非常重要的形式美法则，特别是在海报、广告，橱窗设计、展示设计，企业的视觉设计标志，怎么样吸引人眼球，造成强烈的视觉冲击力是非常有效的手法
色彩色调的对比
说到色彩对比我想给大家补充一个比较实用的问题,我们以后会用到几个作图软件,比如ps,3d,我们会遇到颜色的不同的模式,比
如我们看到显示器,有专门的颜色模式,我们做效果图要印刷出来,又有印刷的颜色模式,有些同学可能有点搞不清,
颜色的三种模式我们可以看下photoshop里,这里有多种颜色模式
RGB 红色绿色蓝色数值在0到255范围内滑动,R达255最红每个颜色有对应的数值
适用于显示器、投影仪、扫描仪、数码相机专用的颜色模式
不用来印刷的设计稿
HSB
其中H代表色相；颜色的样貌S代表饱和度；颜色强度,颜色浓烈程度
B代表亮度,颜色的明暗程度
CMYK印刷色彩模式，顾名思义就是用来印刷的
只要在屏幕上显示的图像，就是RGB模式表现的。只要是在印刷品上看到的图像，就是CMYK模式表现的
青、品红、黄黑这四种颜色
作图时打印输出要转为cmyk模式
很多设计软件基本上就是用得这几种颜色模式
色彩色调的对比
什么是三原色?
原色：
也叫"三原色"。即红、黄、蓝三种基本颜色。自然界中的色彩种类繁多，变化丰富，但这三种颜色却是最基本的原色，这三种颜色是其他颜色调配不出来的。除白色外，把三原色相互混合，可以调和出其他种颜色。
根据三原色的特性做出相应的色彩搭配，有最迅速最有力最强烈的传达视觉信息效果。
任意两个原色相混合所得的新色称"间色"。红+黄=橙，蓝+黄=绿，红+蓝=紫，等量相加产生的橙、绿、紫为标准三个原色混
合的比例不同，间色也随之产生变化。
颜色上的对比首先我们能想到的是色相上的对比
在色相上的对比除了我们经常提到的对比色,红绿,黄紫阿,还有邻近色,同类色的对比
同类色为间距0度—15度以内
类似色为30度—45度以内
邻近色为60度一90度以内
大于90度为对比色对比，原色及间色对比色相距为120度。
0度~90度以内——类似色对比、弱对比（同类色、类似色和邻近色对比）
90度以上——对比色对比、强对比（原色、间色和补色对比）在色环上在15度到45度之间的色彩,共通性强配色稳定,便于调和
在室内设计中,相似色调是最容易运用,也比较能受大众接受一种色彩方案,宁静,温馨
原色对比
国旗脸谱年画
在色环上在120度到180度的色彩,差异较大,对比强,要有明显的主次关系,可以利用面积对比和明度彩度变化来调和冷暖色系来调和
这种强对比的颜色在实际运用中,可以表现出一种鲜明,活泼,时尚的感觉,具有较强视觉冲击力,但使用时必须注意,其中一色应该始终保持支配地位,另一种色是辅助作用,过强的对比可以用明度的变化使对比弱化,或者改变纯度,使其变灰获得平静的效果
在色环上在180度,对比是最强的,除了强调面积对比或明度彩度,还可以加上间隔色以降度色彩冲突
除了色彩的对比以外,
形状的对比――
完全不同的形状，固然一定会产生对比，但应注意统一感。在几何形、有机形、直线的形、曲线的形都可产生对比关系。
香港黄志达作品北京的一个高档别墅圆形灯,圆形的水晶帘子和直线的对比
疏密的对比
也是使图像或者空间产生变化的手段
“密”的关系给人一种紧张感，窒息感和厚度感。而“疏”的关系给人一种空间感，轻松感和秩序感。这两两种关系相互互动才能产生和谐的气氛。若画面中仅存在一种情感，很容易形成过于单调而缺乏变化的作品。
这是荷兰的一个设计公司的室内设计作品
吊顶非常有意思,好像一个树干的管道，但是在高度方面从2米延伸到6米。犹如在乡村的中心广场的一个有大树的聚会场所。airco为整个空间提供了奇特的感觉
它就很注意疏密的变化
质感的对比
对比有虚实对比
画在中有实感的图形称之为实，空间是虚，虚的地方大多是底。路易威登法国著名的皮具的奢侈品牌
Louis Vuitton在日本的旗舰店
其周边是爱马仕和古驰等名牌专卖店林立的黄金地块。路易威登世界各地的建筑多以崭新的设计风格著称，预计该店将为繁华银
座的又一名胜。
曲线和直线的对比
疏密对比
实体与虚体的对比
其独特的创意设计感以及极富艺术的空间感，
事实上,建筑空间是一个典型的虚实存在的空间,处理好虚与实的对比关系非常重要
在我们建筑中哪些是实哪些是虚
实体墙地家具
实空间即实体，虚空间则是实体的扩张，
中国古典园林虚实关系处理得非常完美的建筑代表,
园林中的屏风,花窗,博古架,漏窗营造出半露半藏的感觉,既分割了空间,又使整个室内空间具有连贯性,通透
内外空间沟通。合中有开，实中有虚
中国现代的园林景观中没有超越中国古典园林的成就
在我们现代的室内设计如何把握虚实关系的对比,处理的好的处理的比较好的例子也比较多,大家平时也看到过,它为什么这样处理
空间借光线的作用与手段实现艺术形象塑造，光线营造建筑虚空间的一个手段,可以使视觉得到延伸
滴水是点、流水是线、静水是面。此方案以水做为设计概念，如图中水柱形成的墙面，玻璃的透明和有序的排列让人感受到一种灵动的美。特殊材质的使用也可以营造虚实的空间
对比有色调的明暗冷暖，形状的大小粗细、长短、方圆，方向的垂直、水平、倾斜，数量的多少，距离的远近疏密，图地的虚实黑白轻重，形象态势的动静
形式美法则的中的第一条是对比,只说对了一半,第一条是对比与统一,
统一中求变化，对比中求统一
对比是强调差异性,统一是强调相同性,事实上这是一对矛盾,如果你能统一的条件下做到对比,那就和谐了
如果处处对比，反而强调不出对比的因素。如果太统一了没有对比,那就太平庸乏味了
如图,对比很多,造型对比,色彩对比,看起来那么不和谐?土
画面整体很凌乱,对比多但是没有统一,各个元素之间的感觉是孤立的,各自为阵,好像是很生硬的拼贴起来一样
同样是写实风格的,从字体到图形,颜色都比较统一的条件下进行对比,感觉要舒服多了
潘顿椅
维尔纳·潘顿
潘顿椅的成功成为现代家具史上革命性的突破,玻璃纤维增强塑料和化纤,材料在当时是新材料, 这是世界上第一把一次模压成型的,现在我们看起来这种一次模压的塑料椅子很常见,但在当时是一个首例
所以一幅画面也好，建筑也好,统一是基础，在统一的前提下, 视觉要素的各方面要有一定总的趋势，有一个重点，相互烘托
满足了这个前提,要想设计跳出人的视线,对比则是关键，也可以说是目的，没有对比，就如同一个人没有了灵魂，没有对比的存在，画面就了无生气
用对比与统一原理分析上海大剧院室内设计
方形圆形大的块面是很统一
直线与曲线的形状的对比
虚实空间的对比
粗大的柱子很轻盈玻璃质感的对比
罗马的大角斗场，它所呈现的一个空间的效果，它在立面上存在
着多种对比，形体上，圆与方对比，弧线的拱门与直线的对比，这样的高低层次的落差的对比，加上一定体量的结合，给人一种力量感，还有呢明与暗的对比等等，对比非常丰富。但是视觉上你又是觉得它是很统一的，因为它的很多细节都从属于椭圆形状。事实上大家可以去分析一下，很多作品都是遵从对立既统一的形式美法则的。
今天这节课给大家一个作业，就是找一个案例可以是建筑、可以是家具、产品设计或者公共作品啊雕塑来分析一下，它采用了哪些形式美法则。
首先是统一的整体感的问题，就是在对比的同时，。
。其次是要掌握好对比的强度，以取得好的视觉效果。
第五章选择结构程序设计 基础练习(A) 一、填空题 1、关系表达式的运算结果是逻辑值。C语言没有逻辑型数据，以1代表“真”，以0代表“假”。 2、逻辑运算符！是单目运算符，其结合性是由右结合性。 3、C语言提供的三种逻辑运算符是&&、|| 、!。其中优先级最高的为!,优先级最低的为| | 。 4、逻辑运算符两侧的运算对象不但可以是0和1，或者是0和非0的整数，也可以是任何类型的数据。系统最终以0 和非0 来判定它们属于“真”或“假”。 5、设y为int型变量，请写出描述“y是偶数”的表达式(y%2==0)。 6、设x，y，z均为int型变量，请写出描述“x或y中有一个小于z”的表达式x
一、引言 支点在下，重心在上，恒不稳定的系统或装置的叫倒立摆。倒立摆控制系统是一个复杂的、不稳定的、非线性系统，是进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台。 问题的提出 倒立摆系统按摆杆数量的不同，可分为一级，二级，三级倒立摆等，多级摆的摆杆之间属于自有连接（即无电动机或其他驱动设备）。对倒立摆系统的研究能有效的反映控制中的许多典型问题：如非线性问题、鲁棒性问题、镇定问题、随动问题以及跟踪问题等。通过对倒立摆的控制，用来检验新的控制方法是否有较强的处理非线性和不稳定性问题的能力。 倒立摆的控制问题就是使摆杆尽快地达到一个平衡位置，并且使之没有大的振荡和过大的角度和速度。当摆杆到达期望的位置后，系统能克服随机扰动而保持稳定的位置。 倒立摆的控制方法 倒立摆系统的输入来自传感器的小车与摆杆的实际位置信号，与期望值进行比较后，通过控制算法得到控制量，再经数模转换驱动直流电机实现倒立摆的实时控制。直流电机通过皮带带动小车在固定的轨道上运动，摆杆的一端安装在小车上，能以此点为轴心使摆杆能在垂直的平面上自由地摆动。作用力u平行于铁轨的方向作用于小车，使杆绕小车上的轴在竖直平面内旋转，小车沿着水平铁轨运动。当没有作用力时，摆杆处于垂直的稳定的平衡位置（竖直向下）。为了使杆子摆动或者达到竖直向上的稳定，需要给小车一个控制力，使其在轨道上被往前或朝后拉动。 本次设计中我们采用其中的牛顿－欧拉方法建立直线型一级倒立摆系统的数学模型，然后通过开环响应分析对该模型进行分析，并利用学习的古典控制理论和Matlab /Simulink仿真软件对系统进行控制器的设计，主要采用根轨迹法，频域法以及PID（比例-积分-微分）控制器进行模拟控制矫正。
5.1 阅读下列程序，写出执行结果 1．#include < iostream.h > struct data { int n ; float score ; } ; void main() { data a[3] = { 1001,87,1002,72,1003,90 } , *p = a ; cout << (p++)->n << endl ; cout << (p++)->n << endl ; cout << p->n++ << endl ; cout << (*p).n++ << endl ; } 2．#include < iostream.h > struct employee { char name[ 20 ] ; char sex ; } ; void fun( employee *p ) { if( (*p).sex == 'm' ) cout << (*p).name << endl ; }
void main() { employee emp[5] = { "Liming", 'm', "Wangxiaoping", 'f', "Luwei", 'm' } ; int i ; for( i=0; i<3; i++ ) fun( emp+i ) ; } 3． #include < iostream.h > struct node { char * s ; node * q ; } ; void main() { node a[ ] = { { "Mary", a+1 }, { "Jack", a+2 }, { "Jim", a } } ; node *p = a ; cout << p->s << endl ; cout << p->q->s << endl ; cout << p->q->q->s << endl ; cout << p->q->q->q->s << endl ; } 4．#include < iostream.h > class A
1 引言 支点在下，重心在上，恒不稳定的系统或装置的叫倒立摆。倒立摆控制系统是一个复杂的、不稳定的、非线性系统，是进行控制理论教学及开展各种控制实验的理想实验平台。 1.1 问题的提出 倒立摆系统按摆杆数量的不同，可分为一级，二级，三级倒立摆等，多级摆的摆杆之间属于自有连接（即无电动机或其他驱动设备）。对倒立摆系统的研究能有效的反映控制中的许多典型问题：如非线性问题、鲁棒性问题、镇定问题、随动问题以及跟踪问题等。通过对倒立摆的控制，用来检验新的控制方法是否有较强的处理非线性和不稳定性问题的能力。 倒立摆的控制问题就是使摆杆尽快地达到一个平衡位置，并且使之没有大的振荡和过大的角度和速度。当摆杆到达期望的位置后，系统能克服随机扰动而保持稳定的位置。 1.2 倒立摆的控制方法 倒立摆系统的输入来自传感器的小车与摆杆的实际位置信号，与期望值进行比较后，通过控制算法得到控制量，再经数模转换驱动直流电机实现倒立摆的实时控制。直流电机通过皮带带动小车在固定的轨道上运动，摆杆的一端安装在小车上，能以此点为轴心使摆杆能在垂直的平面上自由地摆动。作用力u平行于铁轨的方向作用于小车，使杆绕小车上的轴在竖直平面内旋转，小车沿着水平铁轨运动。当没有作用力时，摆杆处于垂直的稳定的平衡位置（竖直向下）。为了使杆子摆动或者达到竖直向上的稳定，
需要给小车一个控制力，使其在轨道上被往前或朝后拉动。 本次设计中我们采用其中的牛顿－欧拉方法建立直线型一级倒立摆系统的数学模型，然后通过开环响应分析对该模型进行分析，并利用学习的古典控制理论和Matlab /Simulink仿真软件对系统进行控制器的设计，主要采用根轨迹法，频域法以及PID（比例-积分-微分）控制器进行模拟控制矫正。 2 直线倒立摆数学模型的建立 直线一级倒立摆由直线运动模块和一级摆体组件组成，是最常见的倒立摆之一，直线倒立摆是在直线运动模块上装有摆体组件，直线运动模块有一个自由度，小车可以沿导轨水平运动，在小车上装载不同的摆体组件。 系统建模可以分为两种：机理建模和实验建模。实验建模就是通过在研究对象上加上一系列的研究者事先确定的输入信号，激励研究对象并通过传感器检测其可观测的输出，应用数学手段建立起系统的输入－输出关系。这里面包括输入信号的设计选取，输出信号的精确检测，数学算法的研究等等内容。 鉴于小车倒立摆系统是不稳定系统，实验建模存在一定的困难。因此，本文通过机理建模方法建立小车倒立摆的实际数学模型，可根据微分方程求解传递函数。 2.1 微分方程的推导（牛顿力学方法） 微分方程的推导在忽略了空气阻力和各种摩擦之后，可将直线一级倒立摆系统抽象成小车和匀质杆组成的系统，如图1所示。做以下假设： M小车质量m摆杆质量 b小车摩擦系数I 摆杆惯量
《计算机程序设计基础》 习 题 册
班级学号姓名成绩一、单选题 1.C++源程序文件的默认扩展名为A。 A) cpp B) exe C) obj D) lik 2.由C++源程序文件编译而成的目标文件的默认扩展名为C。 A) cpp B) exe C) obj D) lik 3.由C++目标文件连接而成的可执行文件的默认扩展名为B。 A) cpp B) exe C) obj D) lik 4.编写C++程序一般需经过的几个步骤依次是B。 A)编译、编辑、连接、调试 B)编辑、编译、连接、调试 C)编译、调试、编辑、连接 D)编辑、调试、编辑、连接 5.程序中主函数的名字为 A 。 A) main B) MAIN C) Main D) 任意标识符 6.下面四个选项中,均是不合法的用户标识符的选项的是C。 A) A p_o do B)float lao _A C)b-a goto int D)_123 temp INT 7.下列变量名中合法的是C。 A) B)C)Tom B) 3a66 C) _6a7b D) $ABC 8.存储以下数据，占用存储字节最多的是 D 。 A) 0 B) ‘0’ C) “0” D) 0.0 9.在C++语言中，字符型数据在内存中的存储形式是D。 A) 补码 B) 反码 C) 原码 D) ASCII码 10.若有说明语句：char c =’\072’；则变量c A。 A) 包含1个字符 B) 包含2个字符 C) 包含3个字符 D) 说明不合法，变量的值不确定 二、填空题 1.C++头文件和源程序文件的扩展名分别为.h和.cpp 。 2.C++语言规定，标识符只能由字母、数字、下划线三种字符组成，而且第一个字符必须是字母或下划线。 3.一条表达式语句必须以__分号_;___作为结束符。 4.用于从键盘上为变量输入值的标准输入流对象是___cin____；用于输出表达式值的标准输出流对象是__cout____。 5.在一个C++程序文件中，若要包含另外一个头文件或程序文件，则应使用以_#include___标识符开始的预处理命令
国际式风格派 国际式风格伴随现代建筑中的功能主义及其机器美学理论应运而生。代表人物为密斯·凡·德·罗、格罗皮乌斯、勒·柯布西耶等。这几位第一代建筑大师都提出了现代建筑的系统理论；格罗皮乌斯强调工业化对建筑的影响、讲求功能，大量采用装配式结构，建筑立面简结，屋顶平整，采用大片玻璃窗。柯布西耶提出了著名的“建筑是居住的机器”的观点。密斯强调建筑设计与技术的精美及注意空间流动这换等论点。他们的设计风格虽不同，但都是以新的观念指导创作，其室内设计与建筑设计一样，注重功能和建筑工业化的特点，反对虚伪的装饰，对后来的建筑发展作出了重要贡献，其主要特点被归结为“国际式”，风靡全球。鲍豪斯学派在推广国际式风格方面建立了不可磨灭的功绩，影响至今，仍有许多设计是在他们美学理论与设计手法的基础上，根据不同的文化背景及其条件而加以发展。 国际式风格派的室内设计特征可归纳为： （1）室内空间开敞，内外通透，称为流动的空间。不受承重墙限制的自由平面设计。（2）室内墙面、地面、天花以及家具、陈设、绘画、雕塑乃至灯具、器皿等均以简洁的造型、纯洁的质地、精细的工艺为其特征。 （3）尽可能不用装饰和取消多余的东西，认为任何复杂的设计，没用实用价值的特殊部件及任何装饰都会增加建筑造价。强调形式应更多地服务于功能。 （4）建筑及室内部件尽可能使用标准部件，门窗尺寸根据模数制系统设计。 （5）室内选用不同的工业产品家具和日用品。 国际式风格的缺点是千篇一律、表情冷漠少人情味，在以后受到众多非议。但是，这个设计时期同时出现象赖特那样的建筑大师，他在注重功能的同时也注重与自然的结合及人情味，注重细部细腻的表现。他的草原式住宅对后来影响深远。 极少主义派 是盛行于六、七十年代的室内设计流派。光洁派的室内设计师们擅长于抽象形体的构成，常常用雕塑感的几何构成来塑造室内空间，室内空间具有明晰的轮廓，功能上实用舒适。在简洁明快的空间里运用现代材料和现代加工技术的高精度的装修和家具传递着时代精神，使这些产品、部件的高精密度表象成为欣赏的对象。因而无需其他多余的装饰来画蛇添足。现代主义建筑大师密斯提出的“少就是多”，是这一派设计师们遵循的信条。 光洁派是晚期现代主义极少主义派的演变，因此又称“极少主义派”。 光洁派的室内设计特征为： （1）空间和光线是光洁派室内设计的重要因素。为了空间明亮、窗口、门洞的开启较大与室外环境通透、连贯。窗户的装饰要便于室内采光和通风，通常采用卷轴式、垂直式遮帘和软百页帘。 （2）室内空间流通，隔而不断，具有活泼、宽敞的感觉。 （3）简化室内梁、板、柱、窗、门、柜等所有构成元素，天花、地板，墙面大多光洁平整，部分装修材料则可着意显示材料本身的质感和肌理效果。设计师们还不断创造新的材质肌理效果。 （4）室内也较多地使用玻璃、金属、塑料等硬质光亮材料。
循环结构程序设计 P115 5.1 用while计算1至100的合. #include
{ int i,sum=0; printf("Please input a number :"); scanf("%d",&i); //输入10以内,正常,11的话,则sum仍然是0. while(i<=10) { sum=sum+i; i++; } printf("The sum of 1-10 is %d .\n",sum); return 0; } #include
倒立摆系统的控制器设计
摘 要 倒立摆是一种典型的非线性，多变量，强耦合，不稳定系统，许多抽象的控制概念如系统的稳定性、可控性、系统的抗干扰能力等都可以通过倒立摆直观的反应出来；倒立摆的控制思想在实际中如实验、教学、科研中也得到广泛的应用；在火箭飞行姿态的控制、人工智能、机器人站立与行走等领域有广阔的开发和利用前景。因此，对倒立摆系统的研究具有十分重要的理论和实践意义。 本文首先将直线倒立摆抽象为简单的模型以便于受力分析进行机理建模，然后通过牛顿力学原理进行分析，得出相应的模型，进行拉氏变化带入相应参数得出摆杆角度和小车位移、摆杆角度和小车加速度、摆杆角度和小车所受外界作用力、小车位移与小车所受外界作用力的传递函数，其中摆杆角度和小车加速度之间的传递函数为： 02()0.02725()()0.01021250.26705s G s V s s Φ==- ………… (1) 即我们在本次设计中主要分析的系统的传递函数。 然后从时域角度着手，分析直线一级倒立摆的开环单位阶跃响应和单位脉冲响应，利用Matlab 中的Simulink 仿真工具进行仿真，得出结论该系统的开环响应是发
散的。 最后分别利用根轨迹分析法，频域分析法和PID 控制法对倒立摆系统进行校正。 针对目标一：调整时间0.5(2%)s t s =误差带，最大超调量%10%≤p σ，选取参数利用根轨迹法进行校正，得出利用超前校正环节的传递函数为： 135.1547( 5.0887) ()135.1547c s G s s +=+ ………………………… (2) 针对目标二：系统的静态位置误差常数为10；相位裕量为 50 ；增益裕量等于或大于10 分贝。通过频域法得出利用超前校正环节的传递函数为： 1189.6(8.15) ()99.01c s G s s +=+ …………………………… ……………………(3) 针对目标三： 调整时间误差带）%2(2s t s =，最大超调量，%15%≤p σ，设计或调整PID 控制器参数，得出调整后的传递函数为： 150()21020c G s s s =++ ………………………………………. .(4)
第三部分程序设计基础 3.1 程序、程序设计、程序设计语言的定义 ⑴程序：计算机程序，是指为了得到某种结果而可以由计算机等具有信息处理能力的装置执行的代码化指令序列，或者可以被自动转换成代码化指令序列的符号化指令序列或者符号化语句序列。 ⑵程序设计：程序设计是给出解决特定问题程序的过程，是软件构造活动中的重要组成部分。程序设计往往以某种程序设计语言为工具，给出这种语言下的程序。程序设计过程应当包括分析、设计、编码、测试、排错等不同阶段。 ⑶程序设计语言：程序设计语言用于书写计算机程序的语言。语言的基础是一组记号和一组规则。根据规则由记号构成的记号串的总体就是语言。在程序设计语言中，这些记号串就是程序。程序设计语言有3个方面的因素，即语法、语义和语用。 3.2 高级语言和低级语言的概念及区别 ⑴高级语言：高级语言（High-level programming language）是高度封装了的编程语言，与低级语言相对。
它是以人类的日常语言为基础的一种编程语言，使用一般人易于接受的文字来表示（例如汉字、不规则英文或其他外语），从而使程序编写员编写更容易，亦有较高的可读性，以方便对电脑认知较浅的人亦可以大概明白其内容。 ⑵低级语言：低级语言分机器语言（二进制语言）和汇编语言（符号语言），这两种语言都是面向机器的语言，和具体机器的指令系统密切相关。机器语言用指令代码编写程序，而符号语言用指令助记符来编写程序。 ⑶区别： 高级语言：实现效率高，执行效率低，对硬件的可控性弱，目标代码大，可维护性好，可移植性好低级语言：实现效率低，执行效率高，对硬件的可控性强，目标代码小，可维护性差，可移植性差 了解知识：CPU运行的是二进制指令，所有的语言编写的程序最终都要翻译成二进制代码。越低级的语言，形式上越接近机器指令，汇编语言就是与机器指令一一对应的。而越高级的语言，一条语句对应的指令数越多，其中原因就是高级语言对底层操作进行了抽象和封装，
控制系统课程设计---直线一级倒立摆控制器设计
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书（论文） 课程名称：控制系统设计课程设计 设计题目：直线一级倒立摆控制器设计 院系： 班级： 设计者： 学号： 指导教师：罗晶周乃馨 设计时间：2013.9.2——2013.9.13
哈尔滨工业大学课程设计任务书 姓名：院（系）：英才学院 专业：班号： 任务起至日期：2013 年9 月 2 日至2013 年9 月13 日 课程设计题目：直线一级倒立摆控制器设计 已知技术参数和设计要求： 本课程设计的被控对象采用固高公司的直线一级倒立摆系统GIP-100-L。 系统内部各相关参数为： M小车质量0.5 Kg ；m摆杆质量0.2 Kg ；b小车摩擦系数0.1 N/m/sec ；l摆杆转动轴心到杆质心的长度0.3 m ；I摆杆惯量0.006 kg*m*m ；T采样时间0.005 秒。 设计要求： 1．推导出系统的传递函数和状态空间方程。用Matlab 进行阶跃输入仿真，验证系统的稳定性。 2．设计PID控制器，使得当在小车上施加0.1N的脉冲信号时，闭环系统的响应指标为： （1）稳定时间小于5秒；
（2）稳态时摆杆与垂直方向的夹角变化小于0.1 弧度。 3．设计状态空间极点配置控制器，使得当在小车上施加0.2m的阶跃信号时，闭环系统的响应指标为：（1）摆杆角度θ和小车位移x的稳定时间小于3秒 （2）x的上升时间小于1秒 （3）θ的超调量小于20度（0.35弧度） （4）稳态误差小于2%。 工作量： 1. 建立直线一级倒立摆的线性化数学模型； 2. 倒立摆系统的PID控制器设计、MATLAB仿真及 实物调试； 3. 倒立摆系统的极点配置控制器设计、MATLAB仿 真及实物调试。
《计算机程序设计基础》 计算机程序设 计基础_基础知识（一） 班级 学号 姓名 成 绩 一、 单选题 习题册
1.C++源程序文件的默认扩展名为A。 2.A) cpp B) exe C) obj D) lik 3.由C++源程序文件编译而成的目标文件的默认扩展名为C。 4.A) cpp B) exe C) obj D) lik 5.由C++目标文件连接而成的可执行文件的默认扩展名为B。 6.A) cpp B) exe C) obj D) lik 7.编写C++程序一般需经过的几个步骤依次是B。 8.A)编译、编辑、连接、调试 B)编辑、编译、连接、调试 C)编译、调试、编辑、连接 D)编辑、调试、编辑、连接9.程序中主函数的名字为 A 。 10.A) main B) MAIN C) Main D) 任意标识 符 11.下面四个选项中,均是不合法的 用户标识符的选项的是 C。 12.A) A p_o do B)float lao _A C)b-a goto int D)_123 temp INT 13.下列变量名中合法的是 C。 14.A) B)C)Tom B) 3a66 C) _6a7b D) $ABC 15.存储以下数据，占用存储字节最 多的是 D 。 16.A) 0 B) ‘0’
C) “0” D) 17.在C++语言中，字符型数据在内存中的存储形式是D。 18.A) 补码 B) 反码 C) 原码 D) ASCII码 19.若有说明语句：char c =’\072’；则变量c A。 20.A) 包含1个字符 B) 包含2个字符 C) 包含3个字符 D) 说明不合法，变量的值不确定 二、填空题 1.C++头文件和源程序文件的扩展名分别为.h和.cpp 。 2.C++语言规定，标识符只能由字母、数字、下划线三种字符组成，而且第一个字符必须是字母或下划线。 3.一条表达式语句必须以__分号_;___作为结束符。 4.用于从键盘上为变量输入值的标准输入流对象是___cin____；用于输出表达式值的标准输出流对象是__cout____。 5.在一个C++程序文件中，若要包含另外一个头文件或程序文件，则应使用以_#include___标识符开始的预处理命令 计算机程序设计基础_基础知识（二） 班级学号姓名成绩 一、单选题 1.下列哪一个是C++语言中合法的变量 C A) 8ZSe B) ±A0 C) X0_2 D) ’x0’2.已知ch是字符型变量，下面不正确的赋值语句是A 3.A) ch='a+b' B) ch='\0'
现代流行的几大室内设计风格 现代风格 现代风格的设计起始于19世纪下半期，经过一百多年的发展。现在已成为现代家庭装饰的主流。现代风格主张“功能第一”。为了适应现代人快节奏的生活方式，现代客厅特别强调它的实用功能，一般只需要沙发、茶几和组合电器装置，不再有观赏性强的壁炉或布艺窗帘等过分装饰。现代风格也是一种简朴淡雅式风格，它是以简洁明快为其主要特色。重视室内空间的使用效能，强调室内布置应按功能区分的原则进行，家具布置与空间密切配合；主张废弃多余的、繁琐的附加装饰，使室内景观显得简洁、明快，完美地反映出“少就是多”这一设计概念。现代客厅还主张“面向工艺”，在家装中充分吸收现代科技的先进成果，喜欢采用新材料、新工艺，追求流行与时尚的感觉。有些客厅采用不锈钢、磨光大理石、镜面玻璃等现代工艺材料，并用反光板、发光顶棚等制造一种光彩夺目的效果。有的现代客厅则追求新奇、怪异，在客厅内涂上超大型的抽象派壁画，或将自己的巨幅摄影挂满一面墙，让小小的客厅变成了表现主人个性的一个窗口。 没有风格的风格 家居设计装修，目的就是要把建筑的结构优势表现出来，让装修为建筑锦上添花。有时并非一定要刻意追求一种既定的装饰风格，如什么北欧风格、中式风格之类，而是从整体上营造一种随意舒适、时尚大气的家居气氛。比如在整个居室中没有任何复杂的造型与线条，入口处的玄关、会客区与餐区的吊顶、电视墙面的造型处理，都是采用正方形或长方形，看不出设计的痕迹，但整体上
又是那么和谐自然，令人赏心悦目。比如客厅在陈设上用蓝色的布艺沙发与蓝色块毯，显得稳重大方；而艳红色的餐桌餐椅又使色彩呈现出对比与变化。其实不追求风格，不等于没有风格；只要是属于您，您自己喜欢就是风格，那是您自己的风格。 中国传统风格： 中国传统崇尚庄重和优雅，在圆桌和色彩色调的甚而上，古朴的木质茶几，手织地毯，宫灯式灯具，墙面挂上几幅国画或书法。一个古色古香的花珠，上面放一盒树桩盆景和唐彩。又隔扇、罩、架、格屏、帷幔对称轴线等中国特有的装饰手段，再现了以匾额、书画、对联、以及象征吉祥的瓶、镜、陈设就能构成完美的中国传统居室的装饰风格。 中式风格是以宫廷建筑为代表的中国古典建筑的室内装饰设计艺术风格，气势恢弘、壮丽华贵、高空间、大进深、雕梁画栋、金壁辉煌，造型讲究对称，色彩讲究对比装饰材料以木材为主，图案多龙、凤、龟、狮等，精雕细琢、瑰丽奇巧。但中式风格的装修造价较高，且缺乏现代气息，只能在家居中点缀使用。 中国传统的室内设计融合了庄重与优雅双重气质。现在的中式风格更多地利用了后现代手法，把传统的结构形式通过重新设计组合以另一种民族特色的标志符号出现。例如，厅里摆一套明清式的红木家具，墙上挂一幅中国山水画等，传统的书房里自然少不了书柜、书案以及文房四宝。中式风格的客厅具有内蕴的风格，为了舒服，中式的环境中也常常用到沙发，但颜色仍然体现着中式的古朴，中式风格这种表现使整个空间，传统中透着现代，现代中揉着古典。这
目录 摘要.......................................................................................................................................... - 5 - 1 倒立摆系统概述................................................................................................................................ - 6 - 1.1倒立摆的种类......................................................................................................................... - 6 - 1.2系统的组成............................................................................................................................. - 6 - 1.3工程背景................................................................................................................................. - 6 - 2 数学模型的建立................................................................................................................................ - 7 - 2.1牛顿力学法系统分析............................................................................................................. - 7 - 2.2拉氏变换后实际系统的模型............................................................................................... - 10 - 3 开环响应分析.................................................................................................................................. - 11 - 4 根轨迹法设计.................................................................................................................................. - 13 - 4.1校正前倒立摆系统的闭环传递函数的分析....................................................................... - 13 - 4.2系统稳定性分析................................................................................................................... - 13 - 4.3 根轨迹设计.......................................................................................................................... - 14 - 4.4 SIMULINK仿真..................................................................................................................... - 17 - 5 直线一级倒立摆频域法设计........................................................................................................ - 18 - 5.1 系统频域响应分析.............................................................................................................. - 18 - 5.2频域法控制器设计............................................................................................................... - 19 - 5.2.1控制器的选择........................................................................................................... - 19 - 5.2.2系统开环增益的计算............................................................................................... - 20 - 5.2.3校正装置的频率分析............................................................................................... - 20 - 5.3 Simulink仿真..................................................................................................................... - 24 - 6 直线一级倒立摆的PID控制设计................................................................................................ - 25 - 6.1 PID简介............................................................................................................................... - 25 -
计算机程序设计基础 ——精讲多练C/C++语言 程序的基本结构 1、在屏幕上显示如下图形： **************** * Hello World * **************** #include