《结构概念与体系》
“该书从头到尾充实了非常深厚的知识…….学生以及从事专业工作的建筑师或结构工程师都会发现该书的内容是有裨益的。”
——美国建筑学会期刊（AIA Journal）之前的一个月我在上班，所以平时能看书的时间并不多。搬到学校之后我终于有了属于自己的空间，我开始阅读这本周老师推荐的《结构概念与体系》。这本书与另外两本林同炎著作《预应力混凝土结构设计》、《钢结构设计》被称为“世界土木工程师必读之书”。整本书遵循着由浅入深先整体后部分的路线，先讲基本的概念理论和最重要的设计思想，使读者对全书的中心思想有个大致的把握，中后段才着重讲述分体系以及相关重要构件的具体知识，使人阅读起来思路明确，知识结构更加连贯。由于是翻译本，有些地方理解的不太清楚，而且全书知识博大精深，内涵丰富，根本也不是一遍就能读懂的。所以这篇读书笔记只是我在读第一遍时做的基本记录，后面我还会读第二遍第三遍，我相信像这样的好书读多少遍都是不够的，它是个宝库，我会不断地发掘它。
显而易见的，《结构概念和体系》是一本对建筑师和结构工程师的成长都大有裨益的书。长久以来，建筑设计师和结构工程师之间有着先天的难以避免的矛盾。建筑师的工作比较偏艺术性，而工程师则是偏技术性的。建筑师考虑的是建筑物的美观和更多的使用空间而工程师考虑的是结构的安全性、经济性和实用性。有些时候建筑设计师天马行空的设计无法跟现有的结构技术或是结构理论吻合起来，矛盾就不可避免了。消除建筑师和工程师这两个角色之间的矛盾就是这本书的任务之一。它不同于别的结构教科书详细介绍怎样设计建筑物的每个构件，而是从建筑物整体出发，从建筑设计的源头处着手，消除建筑设计师和结构工程师认识上的偏差，通过概念上的简单公式对建筑物进行总体设计，使得设计结果能够让双方都能满意，从而设计出整体性的优秀建筑体。
第一章．
第一章的内容比较少，主要是从概念上大致讲解建筑设计的主要过程以及相关知识学习的主题思路。要想保证建筑设计的整体性，就需要在设计时将相互有关的空间形式分体系综合考虑。在分体系设计时，至少要有三个“反馈”考虑阶段：方案设计阶段、初步设计阶段和施工图设计阶段。建筑设计主要分为四个步骤：一、整体建筑形式的初步构思（建立基本功能目标并转化为总体场地规划、活动组织方案和外形布置）；二、按总结构体系对建筑形式总体构思（构思主要结构方案和分体系相互关系的要求）；三、提出建议方案的初步设计（确定主要分体系和关键构件的物理性能，以证明设计的可行性）；四、为实现建筑要求，对初步设计全面改进（最终深化设计，改进分体系和构件设计并准备设计文件）。这种分阶段的设计方法可以突出设计构思的概念阶段，从而避免基本思路受到细节问题的干扰。在初步设计阶段，建筑师必须用概念的方式来确定基本方案的全部空间形式的可行性。在初步设计阶段，建筑师必
须能够用图形表达出对主要分体系的要求，而且通过近似估计关键构件的性能来证明他们相互关系的可行性。在施工图设计阶段，建筑师和专业人员必须继续合作，完成所有构件设计细节，并制定良好的施工文件。
在谈到结构方面的教育问题时，作者直率地指出现行教育思路上的不足，“建筑和工程的学生往往是通过学习基本构件及其有关的具体设计和施工要点来学习工程知识…….一个设计者的实际设计经验模式与学习技术知识的模式之间如此的不协调，将使学生难以在设计思路形成的阶段应用这些技术知识。“当然，他也提出了解决这一问题的方法。”建议对工程和建筑的学生道德一般教育方法应该是推论式进行的，从介绍结构开始，在考虑方案时，将房屋看成一个整体空间形式，然后讲那些基本知识作合乎逻辑的推敲。“
第二章．
这一章主要内容是通过一些基础的概念和公式，从宏观的整体的角度判断建筑的整体类型并计算建筑的受力情况。
把所给定的形式方案代表一个整体结构，按整个结构分析，确定它的总荷载和抵抗能力。建筑物的地面对建筑形式的竖向稳定和水平方向的稳定都是非常重要的。建筑物的竖向荷载包括恒载和活载，活载常常被转化为等效恒载，水平荷载则一般包括风荷载以及由于地震引起基础水平移动时产生的惯性等。水平荷载的合力H一般并不直接作用在支承体系上，它由水平抵抗剪力（-H），经过一段距离（a）传到，因此产生了倾覆力矩（M=Ha）。为了平衡这个倾覆力矩，恒载反力的合力（-W）必然与恒载合力（W）之间形成偏心距（e），使Ha=（-W）e。很明显对称建筑的偏心距是不能超过d/2的，经常是控制在d/4或d/6以内。
通过总体悬臂作用抵抗倾覆，则建筑物支承体系上的合力（W）必须与恒载合力形成偏心。第三节引入了高宽比的概念。高宽比是建筑物总高和倾覆方向支承体系总宽度的比值。由于倾覆力臂a随h而变化，而抗倾覆力臂随d而变化，因此倾覆力H 和它所要求的抵抗力偶V的关系可由高宽比表示。V与倾覆力矩成正比，而与支承体系的宽度成反比。
第四节作者讨论了建筑物的承载力和刚度问题。提出材料的数量（截面面积）和弹性模量都是轴向刚度的影响因素。把材料放在远离中和轴位置上的形状是有效的形状。当截面形状已经给定时，虽然有可能通过改变所采用的材料数量和种类增大它的刚度，但不能改善它的效能。
第三章．
第三章一上来提出结构设计的层次问题，将整体的设计分成几个主要的分体系，同时强调各分体系相互之间的关系，以保证最终设计方案的整体性。这种研究方法反映了一种有机的建筑，即一个设计方案的总体构思应当对细部设计提出要求，而不是相反。
随后作者做出两种设想，帮助我们更好的理解建筑结构：（1）把建筑形式设想为实体结构；（2）把建筑形式设想为空间结构。通过第二章我们已经了解到，一个结构在水平荷载作用下抵抗变形的能力，主要是取决于它的截面形状和沿力作用方向的房屋宽度，材料强度是次要的。这一章里作者进一步进行讨论，提出了薄片分体系的模型。最后，作者归纳为：只有当薄片分体系具有以下三种基本作用时，实体建筑形式才可以采用整体性假定。1.竖向荷载可以从一个薄片轴向传至另一个薄片，并最终传至基础。2.水平荷载可以通过薄片间的抗剪传至基础。3.薄片之间可以传递一对轴向拉、压的抗倾覆力偶。在建筑形式看作空间结构的讨论中，作者指出一定要把空间结构做成在荷载作用下能保持其整体形状（也是保持截面形状）。显而易见的，在材料相等的情况下，空间结构的刚性要比实体结构大得多。如果在一个封闭矩形筒的顶端任意位置上作用一个集中水平荷载，水平荷载可以在筒体总变形或局部变形都很小的情况下传到基础。由于水平分体系和竖向分体系都很薄，这样的空间结构是非常有效的。
在水平荷载作用下，空间结构整体性的基本要求可以概括为：1.要求水平分体系承受水平荷载，并把荷载传至竖向分体系，且能保持其截面的几何形状2.要求竖向分体系将恒载及水平剪力传至基础3.竖向分体系必须联系在一起，以便获得更好的抗弯和抗压屈能力。沿高度分布的隔板不只是承受水平荷载，它们把竖向分体系联系在一起，还能起到防止竖向分体系局部压屈的作用。由于减小了竖向分体系的局部弯曲长度，可以提高其总承载能力。设置了水平分体系，就使得由非常薄的墙组成的空间筒体能够承受任意高度上施加的水平荷载，而不发生明显的局部弯曲变形。与此同时，要注意的是竖向分体系的厚度主要取决于水平分体系之间的距离，而与建筑讹总高度关系不大。这一节简明地说明了封闭的竖向和水平平板之间是怎么样传递荷载和弯矩的。
讨论到柱式结构，由于柱子的抗弯能力比较小，在水平荷载下会引起较大变形。与此同时，不能通过加设铰接的水平分体系改善过大的变形，因为铰接水平分体系虽然能使各柱共同变形，但对每根独立悬臂柱的弯曲刚度毫无影响。反之，如果水平体系与柱子是固接，它们之间有转动的相互约束而改善整体效能。在这种约束下柱在弯曲的过程中形成反弯点，使每根柱好像两根短柱那样，反弯点的位置决定了短柱的相对长度，其结果是减小了水平荷载作用下的变形，还改善了轴向荷载作用下抗压屈能力。对于框架而言，它的轴力弯矩大小以及总变形量在很大程度上取决于柱子抗弯作用在总弯矩中所承担的比例。同时，对于已知力矩，柱子的轴向力大小与高宽比是成正比的。在真正的框架中，框架作用程度主要由梁柱刚度比决定。如果单柱刚度比梁刚度大，则大部分倾覆力矩将由每个柱的抗弯作用承担。可以用三种方法改善双列柱框架结构分体系的整体刚度，并且提高它的承载力：1.在双列柱框架内加设内柱；2.增大该双列柱截面在弯曲作用平面内的高度；3.加设更多的或更刚的水平梁，以加大整个框架的竖向刚度。通过加设内柱增加基本双列杜框架的刚度，可有下述两个好处: 1.由于成对柱之间距离减小，水平梁刚度增加，也就加强了整体框架作用。2.每个柱承
受的水平荷载较小，弯矩也较小，因此总的变形将减小。第二个改善基本双列柱框架整体刚度的方法就是简单地加大受力平面内柱截面高度。
第四章．
本章的目的是要阐明怎样利用整体方法按设计阶段进行结构体系设计的问题。这可以使设计者集中解决空间形式方案中较为基本的结构问题，而不至于过早地纠缠在一些细节问题上。这也可以使设计者保证结构整体构思与空间形式构思之间的协调，使结构总体系方案成为结构分体系的相互关系、具体设计等更加局部的问题的基础。
建筑物结构设计的整体方法要求重视利用大空间分隔的、围护结构的以及各种设备单元的部件来作为基本结构分体系的可能性;应该着眼于把外墙、内墙、屋盖、楼盖等部件的使用功能确定为既是空间分隔的部件，又是结构分体系。基本的整体方法应该是将一个复杂的空间形式划分成若干半独立形式的比较简单的组成部分。
第五章．
在设计开始阶段，特别是还没有确切的资料时，很难确切估计荷载的大小。但是为了能开始着手方案设计，还是有可能作出一些不致造成严重误差的合理假设。本章主要是介绍一些估算荷载的思路和方法以及由此产生的结构反应。
第二节提出一些通常情况下的几种常见结构的恒载值，虽然并不准确，但是在初步估算的过程中还是能带来不小的方便。至于活荷载，由于建筑物楼面上的实际活荷载随着时间以及不同的使用类型会有很大的变化，所以这给确定活荷载值带来困难。如果已经知道建筑物实际的或可能的使用类型时，就可以定出一个平均设计活荷载。在应用时，如果荷载分布面积比较大，这个平均设计荷载就可以作为基本活荷载。与此同时，我们也应该注意到，尽管在建筑规范中对活荷载取值作了规定，但是，不应当盲目地把它们当成绝对止确的东西来使用。
风荷载主要取决于风速、该表面的坡度、表面的形状以及其它结构对风的限挡作用。空气的密度(随高度及温度而减小)和表面的纹理也有较小的影响。在其它各个因素不变的情况下，风压值与风速的平方以及空气的密度成正比:P=C*D=C(1/2*V2D)。
关于地震作用，书上提出的两个基本目标与国内的思路基本是一致的，也就是“小震不坏，中震可修，大震不倒”。用等效静力荷载作为地震荷载，即能在合理的而不过高的造价内达到这个目标。如果具有足够的延性，即使建筑物发生严重破坏。仍能避免倒塌。因此，除了地震作用的设计计算外，还应充分考虑建筑物所应具备的延性和塑性。地震期间结构的地震作用是由于体系的质量受到地面加速度而产生的内惯性作用。实际的地震作用取决于下面的因素: 1.地面运动的强度和特征，强度和特征取决于震源及其向建筑物的传播。2.建筑物的动力特征，即振型、自振周期和阻尼。3.建筑物的整体质量或构件质量。建筑物设计的最小水平地震作用为V=ZKCW C=
0.05?T T=
D
由于建筑物的不同部位的暴露环境不同，他们的反应也各不相同，因此结构内部
和外部的伸缩变形会引起建筑物尺寸的变化。为了把这种应变和应力减到最小，必须
采取多种措施，或是便于建筑物的不均匀变形，或是加强各个部分并把各个部分连结在一起，以抵抗变形和由此产生的应力。一种常用的方法就是设置伸缩缝和施工缝，特别是沿建筑物的屋顶和外墙设置。一般来说每个区段的长度不超过20。英尺(film)，但有时允许到30。英尺(91. 5m)或更长。以往，每15n英尺(46m)或更少些就设置一道伸缩缝。为了防止建筑物变形，应当将刚度大的墙和柱设置在建筑物中心附近，而不应设在边角部位。沿建筑物的外边缘，竖向构件在它可能的变形方向上应当是比较柔的。
就整体结构而言，风荷载或地震在水平方向的作用，比起恒载和活荷载的作用可能要严重得多。在考虑风荷载或地震作用时，容许应力可以提高三分之一。总体来说，在正常的设计荷载组合作用下，结构为线性弹性反应;同时，在灾难性地震作用下，结构应具有足够的延性吸收能量，保证结构不致发生倒塌。
最新的建筑规范已经将“容许应力”法改为‘’荷载系数”法，即所谓“极限承载能力”设计。规范规定的荷载必须乘以一个系数，使之相当于结构的极限荷载。例如。荷载系数1.7，表明有70%的安全储备抵抗破坏。事实上，所有的结构构件都以相当复杂的方式共同工作，而不是脱离总体系而孤立的单独构件。所以我们还是很难计算作为空间结构的建筑物的真正的承载能力。
由于对有些部分理解尚不完全，因此本篇读书报告暂写到此。其实这本书看一遍两遍实在不足以深入理解，必须坚持不懈地读下去，结合新学习的知识不断温习才能有所领悟。不过有些基础的概念以及实用的理论还是能让人立刻感到受益匪浅。总之，这篇读书报告只是随笔，并不是我读这本书的目的，我的目的是理解它消化它，我会继续努力。
《感知结构概念》
《感知结构概念》是由季天健先生所编写，它的目的是通过形象、易懂的方式帮助学生理解抽象的结构概念，通过对工程实例中的结构概念辨析帮助学生沟通理论与实践环节。这本书比较详细的从静力学和动力学讲解结构概念设计，将其中的公式，数字，图表，定义与生活中常见的力学现象联系起来。形象生动而又有严谨的思路和理论讲解。他有这样的三个特点：1，迅速复习许多结构概念。2，通过实际例子检验每个概念在工程应用中的实际情况。3，增强概念的应用和对结构性能的理解。
看过这本书后，我确实觉得很多地方非常熟悉。经历过大学毕业后的两个月，由于没有坚持温习功课，所以有很多之前掌握的比较好的结构知识慢慢变得生疏了。这个时候这本书对我来说就特别合适。它结合大量生动的例子形象地讲解了结构设计方面的重要概念，能够让我们迅速回忆起相关知识。同时，它又专业深刻，由浅入深，加强我们对结构概念的理解。它是所有结构专业的学生都应该读的一本好书。
这本书一开始就提出了一系列定义与概念，有些是我们之前已经了解过的，但是有些对我们来说是新概念，比如两种平衡状态，稳定平衡:如果物体在微小扰动作用下势能增加，而扰动撤除后又会回到初始平衡位置，则称物体处于稳定平衡状态。不稳定平衡:如果物体在微小扰动作用后偏离初始平衡位置，则称其处于不稳定平衡状态。作者举出的板-瓶系统非常形象恰当。为什么这个系统可以在仅有木板短边支承的情况下保持稳定呢?这是因为: 1）木板与酒瓶的重量等于桌子提供的支反力大小。2)两个作用力(即板的重量与瓶的重量)关于支承点的力矩之和为零。换一种说法，这是因为板一瓶组合系统的重心恰好位于木板支座的上方。
当物体的尺寸相对于地球足够小时，物体的重心与质心重合。当物体的密度分布均匀时，其质心与形心重合。如果一个物体的质心没有位于其支承区城的上方，该物体就会发生倾倒。物体的质心越低，物体越稳定。物体重心G的坐标可由如下方程求
得：x=∫xdW
∫dW y=∫ydW
∫dW
z=∫zdW
∫dW
面积二阶矩：是构件横截面的一种几何属性，与截面的大小和面积分布有关。有时被错误地称为惯性矩。截面关于二.轴和y轴的面积二阶矩可通过以下的积分式求得: I x=∫y2dA, I y=∫x2Da
对于承受均布荷载作用的等截面梁，其挠度，、转角口、弯矩M、剪力V和分布
荷载q之间的关系为: dv
dx =ΘEI d2v
dx
=?M EI d3v
dx
=?V EI d4v
dx
=q方程1表明。梁
的挠度函数，可由弯矩函数M对坐标二的二次积分得到。方程2表明，梁的挠度函数。可由分布荷载函数q对坐标:的四次积分得到。积分时，积分常数可由梁的边界条件唯一确定。
根据结构基本理论，承受均布荷载的单跨梁的跨度L、挠度Δ、刚度Ks，和固有频
率ω之间具有如下概念性关系:Δ=c1
K s =c2L4ω=c3K s=c4
L
。
增大刚度K s 可通过减小 N i 2e i s i=1来实现，这个求和式中的各项特点可概述为：（1）
e i >0。（2）N i 可以为零。（3）N i 2≥0,无论杆件受拉还是受压。因此，为了使
N i 2e i s i=1尽可能小，可得出三个与内力有关的概念性结论:（1）使尽可能多的杆件内
力为零。（2）任意一个杆件的内力都不应该显著大于其他非零内力杆件。（3)所有非零内力杆件的内力都应该尽可能的小。
如果在承受某一特定荷载的结构中有许多杆件的内力为零，则荷载不通过这些杆件而被传递到支座，即荷载会沿着较短或较直接的传力路径到达支座。这说明:较短或较直接的从荷载到支座的传力路径会导致一个刚度较大的铰接结构。与此同时，内力传递路径越直接，结构刚度越大。内力分布越均匀，结构刚度越大。内力越小，结构刚度越大。这三个概念具有普遍性，至少适用于梁系和杆系结构。
支撑体系的作用是保持结构稳定、传递荷载和提高结构侧向刚度。由此可推出关于支撑体系的五项准则：（1）由结构基础到顶部，每层都应设置支撑杆件。（2）不同层间的支撑杆件应直接连接。（3）支撑杆件应尽量以直线形式连接。（4）顶层和其相邻跨间的支撑杆件应尽量直接连接。（5）如果需要增加额外的支撑杆件，应按以上四条准则布置。
要减小结构内力或提高结构刚度可采取以下措施:（1）为结构提供顺外的支撑。
（2）减小结构跨度。（3）在内力传递到结构基础之前，使内力形成自平衡体系。通过在结构中适当添加杆件，使部分待载或内力在被传递至基础前得以互相抵消或平衡。这会使结构的内力减小，刚度增大。增大杆件截面尺寸可以有效降低杆件的应力水平，但不能降低杆件的内力，而且会增加材料用量，导致结构自重增加。减小跨度是降低结构内力、增加结构刚度的一个非常有效的方法，但在许多情况下这种方法是不可行的。如果通过引入新的杆件能够使部分结构内力得到平衡，就可以实现减小结构内力、提高结构刚度的目标。
关于屈曲，很明显，受压短柱与细长柱的破坏模式是不同的。短柱的破坏主要与材料受压屈服强度和柱截面面积有关，而与材料的弹性模量、柱的长度和截面形状无关。细长柱的破坏主要与柱的长度、材料弹性模量、柱截面的面积及形状有关，而与材料屈服强度无关。通过计算可以证明，两端固定柱的临界荷载值是两端铰支柱的4倍，而两端铰支柱的临界荷载值是悬臂柱的4倍。当作用在柱顶端的集中力接近其临界荷载值时，柱的有效刚度趋于零。
梁的主要功能是通过弯曲来承受竖向荷载的作用，其在竖直平面内的变形随荷载增加而不断增大，直至跨中截面因完全进入塑性而破坏。这仅在梁侧向受到约束或者无侧向位移时才成立。如果没有侧向约束，在荷载的作用下梁先在垂直于中性轴的竖直平面内产生弯曲变形，随着荷载不断增大，梁会突然产生侧向弯扭变形，而此时梁尚未完全进人塑性状态。这种失效模式称为梁的侧向弯扭屈曲，即梁的破坏是由其侧向弯扭变形引起的。梁的临界弯矩与其截面高度以及宽度的三次方成正比，而与梁的跨度成反比。因此要增大临界弯矩，增加梁的宽度要比增加其高度更有效。对于工字
形截面梁，受扭时翼缘会产生轴向变形，这种变形称为翘曲变形。此时，作用在梁上的扭矩会受到纯扭状态下的剪应力和翘曲状态下的轴向应力的共同抵抗作用。也就是说，由于考虑了翘曲作用，构件的抗扭能力得到增强，相应的临界弯矩值也提高了。
预应力是一种使结构构件在承受荷载前即产生应力的技术。它可以用于减小结构在外荷载作用下的应力或位移，也可使张力结构生成某种特定的形状。预应力的作用有:（1）产生内力重分布:通过减小最大内力获得更轻的结构。（2）避免开裂:使构件始终处于受压状态，避免出现裂缝。（3）提高结构或构件的刚度。
结构的水平位移通常被认为是由水平荷载引起的，实际上竖向荷载同样能够引起结构的水平位移。这是由于结构是三维的，其在三个正交方向的运动通常是藕合的。对于某些结构，尤其是以动力响应为主的结构，设计时要特别考虑这种水平位移。以下情况有可能引起结构的水平位移:（1）水平荷载，如风荷载会使高层建筑产生水平位移。（2）以竖向荷载为主并伴有水平方向的荷载，如行走荷载。（3）作用在非对称结构上的竖向荷载。（3）作用在结构上的非对称竖向荷载。
由于在实习期间没有认真地抽出时间看这两本书导致后面在看书的过程中稍显匆忙，理解也不是很深刻。这两本书都是很经典的好书，认真理解它会让我们终身受用。其实每一本书都一样，要认认真真的看，反反复复的看，才能吸取其中的精华。来到广州大学之后我尤其深刻地意识到自己知识的匮乏，还好不晚，我还有补救的机会。这篇读书笔记只是个开始，往后的日子里我要更加努力地学习，我要看更多的书。
车联网在智能交通中的应用 姓名万宇 学号2111503057 专业控制科学与控制工程 学院信息学院
车联网在智能交通中的应用 万宇 （浙江工业大学信息工程学院） 摘要：随着交通问题的日益加剧，交通安全和效益成为交通领域的研究热点，智能交通系统的建设已成为必然。车联网技术作为系统的核心，对其进行研究具有较强的需求性。本文介绍了车联网的系统框架以及其中的关键技术，对其发展现状和应用趋势进行了阐述，为进一步的研究打下基础，最后展望了车联网的未来。关键词：车联网；智能交通；车载系统；交通管理 Abstract: With the increasing of the traffic problem, traffic safety efficiency graduall y become a hotspot in research of the traffic, the construction of intelligent traffic sys tem become inevitable. The car network technology as the main core of the system, ha s the very strong demand for its research. Combining with the traffic management pro blems. Then it introduces the system architecture and key technologies of IOV. its app lication and developing trends are expanded, lay a foundation for the next step in-dept h study. Finally it looks into the distance with IOV’s future. Key words:car networking; intelligent transportation; vehicle system; traffic manage ment 0 引言 汽车已成为人们日常生活、出行中重要的交通工具，其在生活中的普及率也越来越高。目前，我国的汽车保有量已突破1亿辆大关，随着我国经济的持续快速发展和人们收入水平的不断提高，越来越多的家庭具备购买轿车的能力。而汽车化社会又带来了诸如交通拥堵、能源紧张和环境污染等问题，如随着车辆数量的激增，交通压力不断增大，各种交通问题极大地困扰着人们的生活，结合物联网技术和智能交通技术的车联网应运而生。 在我国，目前车联网发展的基本目标是实现在信息网络平台上对所有车辆的属性信息和静、动态信息进行提取和有效利用，并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管和提供综合服务的一种无线网络。所以，随着车载通信技术和相关应用的研究有了长足进展，汽车再也不独立于通信网络以外。得益于无线通信技术的发展，现在可以做到以车辆作为一个终端，将终端与服务端互
审定成绩： 重庆邮电大学 硕士研究生课程设计报告 （《线性系统理论》） 设计题目：汽车机器人建模 学院名称：自动化学院 学生姓名： 专业：控制科学与工程 仪器科学与技术 班级：自动化1班、2班 指导教师：蔡林沁 填表时间：2017年12月
重庆邮电大学
摘要 汽车被广泛的应用于城市交通中,它的方便、快速、高效给人们带来了很大便利,这大大改变了人们的生活. 研制出一种结构简单、控制有效、行驶安全的城市用无人智能驾驶车辆,将驾驶员解放出来,是大大降低交通事故的有效方法之一,应用现代控制理论设计出很多控制算法,对汽车进行控制是非常必要的，本文以汽车机器人为研究对象，对其进行建模和仿真，研究了其模型的能控能观性、稳定性，并通过极点配置和状态观测器对其进行控制，达到了一定的性能要求。这些研究为以后研究汽车的自动驾驶和路径导航，打下了一定的基础。 关键字:建模、能控性、能观性、稳定性、极点配置、状态观测器
目录 第一章绪论 (1) 第一节概述 (1) 第二节任务分工 (2) 第二章系统建模 (2) 2 系统建模 (2) 2.1运动学模型 (2) 2.2自然坐标系下模型 (4) 2.3具体数学模型 (6) 第三章系统分析 (7) 3.1 能控性 (7) 3.1.1 能控性判据 (7) 3.1.2 能控性的判定 (8) 3.2 能观性 (10) 3.2.1 能观性判据 (10) 3.2.2 能观测性的判定 (12) 3.3 稳定性 (13) 3.3.1 稳定性判据 (13) 3.3.2 稳定性的判定 (14) 第四章极点配置 (15) 4.1 极点配置概念 (15) 4.2 极点配置算法 (15) 4.3 极点的配置 (16) 4.4 极点配置后的阶跃响应 (17) 第五章状态观测器 (18) 5.1概念 (19) 5.2带有观测器的状态反馈 (20) 5.3代码实现 (21) 5.4 极点配置和状态观测器比较 (23)
线性系统理论Matlab实验报告 1、本题目是在已知状态空间描述的情况下要求设计一个状态反馈控制器，从而使得系统具 有实数特征根，并要求要有一个根的模值要大于5，而特征根是正数是系统不稳定，这样的设计是无意义的，故而不妨设采用状态反馈后的两个期望特征根为-7，-9，这样满足题目中所需的要求。 （1）要对系统进行状态反馈的设计首先要判断其是否能控，即求出该系统的能控性判别矩阵，然后判断其秩，从而得出其是否可控； 判断能控程序设计如下： >> A=[-0.8 0.02;-0.02 0]; B=[0.05 1;0.001 0]; Qc=ctrb(A,B) Qc = 0.0500 1.0000 -0.0400 -0.8000 0.0010 0 -0.0010 -0.0200 Rc=rank(Qc) Rc =2 Qc = 0.0500 1.0000 -0.0400 -0.8000 0.0010 0 -0.0010 -0.0200 得出结果能控型判别矩阵的秩为2，故而该系统是完全可控的，故可以对其进行状态反馈设计。 （2）求取状态反馈器中的K，设的期望特征根为-7，-9； 其设计程序如下： >> A=[-0.8 0.02;-0.02 0]; B=[0.05 1;0.001 0]; P=[-7 -9]; k=place(A,B,P) k = 1.0e+003 * -0.0200 9.0000 0.0072 -0.4500 程序中所求出的k即为所求状态反馈控制器的状态反馈矩阵，即由该状态反馈矩阵所构成的状态反馈控制器能够满足题目要求。 2、（a）要求求该系统的能控型矩阵，并验证该系统是不能控的。
读书破万卷下笔如有神 GIS设计复习题 一、名词解释 1.GIS设计： GIS设计就是在GIS开发的整体过程中，遵循一般软件工程的原理和方法，结合GIS开发的特点、特殊规律和要求，对GIS软件从系统定义、系统总体设计、系统详细设计、空间数据库和地理模型库设计、GIS实施、GIS软件测试与评价、直到GIS维护的各个阶段进行工程化规范的方法体系。 2.结构化生命周期法： 结构化生命周期法的基本思想是将系统开发看作工程项目，有计划、有步骤地进行工作，它认为虽然各种业务信息系统处理的具体内容不同，但所有系统开发过程都可以划分为六个主要阶段：系统开发准备、调查研究及可行性研究、系统分析、系统设计、系统实施、维护和评价。 3.维护副作用： 因修改软件而造成的错误或其他不希望出现的情况称为维护副作用，有编码副作用、数据副作用和文档副作用三种。 4.数据传输加密： 为确保数据的安全可靠，必须保障在传输过程中数据内容不被透露、避免信息量被分析（破析）、检测出数据流的修改等，称为数据传输加密。 5.数据质量P15 6.GIS数据流模型P46 7.数据字典 数据字典是关于数据信息的集合。它是数据流图中所有要素严格定义的场所，这些要素包括数据流、数据流的组成、文件、加工小说明及其它应进入字典的一切数据，其中，每个要素对应数据字典中的一个条目。 8.用例的粒度P53 9.完全因子分解系统：P76 10.互操作接口设计P78 11.地理模型P143 12.模块: 一个软件系统通常由很多模块组成，函数和子程序都可称为模块，它是程序语句按逻辑关系建立起来的组合体。 二、单选题 1、结构化程序设计概念最早由E.W.Dijkstra于（）年提出 A. 1963年 B. 1965年 C. 1962年 D. 1967年 2、在程序流程图常用符号中菱形表示（） A. 程序起止 B. 控制流 C. 处理步骤 D.逻辑判断
实 验 报 告 课程 线性系统理论基础 实验日期 2016年 6月 6 日 专业班级 姓名 学号 同组人 实验名称全维状态观测器的设计 评分 批阅教师签字 一、实验目的 1、 学习用状态观测器获取系统状态估计值的方法,了解全维状态观测器的 极点对状态的估计误差的影响; 2、 掌握全维状态观测器的设计方法; 3、 掌握带有状态观测器的状态反馈系统设计方法。 二、实验内容 开环系统? ??=+=cx y bu Ax x &,其中 []0100001,0,10061161A b c ????????===????????--???? a) 用状态反馈配置系统的闭环极点:5,322-±-j ; b) 设计全维状态观测器,观测器的极点为:10,325-±-j ; c) 研究观测器极点位置对估计状态逼近被估计值的影响; d) 求系统的传递函数(带观测器及不带观测器时); 绘制系统的输出阶跃响应曲线。 三、实验环境 MATLAB6、5 四、实验原理(或程序框图)及步骤
利用状态反馈可以使闭环系统的极点配置在所希望的位置上,其条件就是必须对全部状态变量都能进行测量,但在实际系统中,并不就是所有状态变量都能测量的,这就给状态反馈的实现造成了困难。因此要设法利用已知的信息(输出量y 与输入量x),通过一个模型重新构造系统状态以对状态变量进行估计。该模型就称为状态观测器。若状态观测器的阶次与系统的阶次就是相同的,这样的状态观测器就称为全维状态观测器或全阶观测器。 设系统完全可观,则可构造如图4-1所示的状态观测器 图4-1 全维状态观测器 为求出状态观测器的反馈ke 增益,与极点配置类似,也可有两种方法: 方法一:构造变换矩阵Q,使系统变成标准能观型,然后根据特征方程求出k e ; 方法二:就是可 采用Ackermann 公式: []T o e Q A k 1000)(1Λ-Φ=,其中O Q 为可观性矩阵。 利用对偶原理,可使设计问题大为简化。首先构造对偶系统 ???=+=ξ ηξξT T T b v c A & 然后可由变换法或Ackermann 公式求出极点配置的反馈k 增益,这也可
膨胀土工程地质特性研究进展 1.前言 膨胀土是一种具有高分散性、高塑性的黏土，其矿物成分主要以蒙脱石、伊利石/蒙脱石、绿泥石/脱石、高岭石/蒙脱石等为主，对干湿气候变化异常敏感，常给人类工程建设活动带来巨大危害，是一种“问题多的特殊土”。其吸水膨胀、失水收缩的特性容易引起建筑物开裂、边坡失稳、渠道桥梁等结构物破坏，给工程建设带来安全隐患。如1978 年我国南阳地区和1988 ～ 1992 年欧洲地区，持续的干旱天气致使出现了大规模房屋建筑开裂破坏现象，造成严重经济损失，究其原因为地基膨胀土失水收缩导致地面不均匀沉降变形。南水北调中线工程穿越膨胀土地区累计长度约386km，沿线曾发生大量渠段坍塌和浅层滑坡等工程地质问题。事实上，早在20 世纪70 年代初，南阳陶岔引水渠的开挖施工中，膨胀土层就发生过十几处大滑坡，且大都发生在1: 4－1: 5的缓坡上，由此引起了人们对膨胀土问题的重视，并在其后进行了处理，为以后正式开工建设提供了处治经验。 2.胀缩性 胀缩性的概念是由于含水率变化而引起的膨胀土体积变化，称为胀缩变形，即含水率升高发生膨胀，含水率降低发生收缩。胀缩性是
膨胀土的典型性质之一。在许多条件下，当膨胀土经历往复干湿循环时，胀缩变形表现出不可逆性，往往随干湿循环次数的增加而增加，在控制吸力条件下开展了干湿循环试验，发现膨胀土的胀缩变形可分为宏观结构变形和微观结构变形两部分。一般而言，宏观结构变形的可逆性与干湿循环过程中的累积变形量有关，然而微观结构变形却通常是可逆的。 关于膨胀土的胀缩机理，国内外学者也开展了许多研究，得到一些普遍的认识。与水相互作用时，由于黏土矿物颗粒表面的亲水性与水分子的极性结构特征，水分子在电场力作用下会吸附在矿物颗粒周围，形成一层水膜。水膜的厚度受黏土矿物种类、孔隙溶液成分、环境温度、外部荷载和微观结构等因素的影响，水膜的厚度变化则直接反映了膨胀土的胀缩性。膨胀土的干燥收缩过程实际上是土体在内力作用下颗粒间孔径减小和密实度增加的过程。当土体中的相对湿度高于大气相对湿度时，土体中的水分子会通过土体表面进入到大气中，形成蒸发。在蒸发过程中孔隙水表面张力的作用下，在颗粒间会形成弯液面，产生毛细水压力。表面张力和弯液面曲率半径是影响毛细水压力的关键因素，且一般而言，毛细水压力为负值。因此，土体干燥失水过程中，颗粒周围的水膜变薄，孔径减小，在毛细水压力和表面张力的共同作用下，土颗粒会随蒸发而逐渐靠拢，宏观表现为收缩变。关于膨胀土的胀缩机理，也有学者提出了不同的观点。如廖世文( 1984) 、高国瑞( 1984) 从晶格扩展、双电层理论和微观结构控制3 个方面对膨胀土的胀缩机理进行了总结归纳。刘特洪( 1997）则
gis学习心得体会 篇一：GIS学习心得 GIS学习心得 地理信息系统（GIS，Geographic Information System）是一门综合性(本文来自：小草范文网:gis学习心得体会)学科，结合地理学与地图学以及遥感和计算机科学，已经广泛的应用在不同的领域，是用于输入、存储、查询、分析和显示地理数据的计算机系统，随着GIS的发展，也有称GIS为“地理信息科学”（Geographic Information Science），近年来，也有称GIS为"地理信息服务"（Geographic Information service）。GIS是一种基于计算机的工具，它可以对空间信息进行分析和处理（简而言之，是对地球上存在的现象和发生的事件进行成图和分析）。 GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。GIS与其他信息系统最大的区别是对空间信息的存储管理分析，从而使其在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件、预测结果、规划战略等中具有实用价值。 地理信息系统工作原理：地理信息系统是将计算机硬件、软件、地理数据以及系统管理人员组织而成的对任一形式的地理信息进行高效获取、存储、更新、操作、分析及显示的集成。
地理信息系统的应用：（1）GIS用于全球环境变化动态监测；（2）GIS用于自然资源调查与管理；（3）GIS用于监测、预测；（4）GIS用于城市、区域规划和地籍管理；（5）GIS的军事应用；（6）GIS用于电网辅助决策中；（7）GIS还在金融业、保险业、公共事业、社会治安、运输导航、考古、医疗救护等领域得到了广泛的应用。 许多学科受益于地理信息系统技术。活跃的地理信息系统市场导致了GIS组件的硬件和软件的低成本和持续改进。这些发展反过来导致这项技术在科学、政府、企业和产业等方面更广泛的应用，应用包括房地产、公共卫生、犯罪地图、国防、可持续发展、自然资源、景观建筑、考古学、社区规划、运输和物流。地理信息系统也分化出定位服务(LBS)。LBS使用GPS通过所在地与固定基站的关系用移动设备显示其位置(最近的餐厅,加油站,消防栓),移动设备(朋友,孩子,一辆警车)或回传他们的位置到一个中央服务器显示或作其他处理。随着GPS功能与日益强大的移动电子(手机、pad、笔记本电脑)整合，这些服务继续发展。 虽说以前高中读书是主攻地理科目的，但那时在课程的学习中也只是听说过GPS（全球定位系统），GIS系统倒是没有接触过，直到进入公司才开始对它有了初步的全新的了解。 GIS是以测绘测量为基础，以数据库作为数据储存和使用的数据源，以计算机编程为平台的全球空间分析即时技术。
线性系统的坐标变换及其相关特性 坐标变换的概念： 系统坐标变换的几何意义就是换基，即把状态空间的坐标系由一个基底换为另一个基底。 坐标变换的代数表征： 对系统的坐标变换代数上等同于对其状态空间的基矩阵的一个线性非奇异变换。 线性时不变系统的坐标变换的一个状态空间描述： 对（1）式表征的线性时不变系统的状态空间描述，引入坐标变换即线性非奇异变换 ，则变换后的系统系统状态空间描述为： 推导过程如下： 此时，原系统的状态空间描述与变换后的系统的状态空间描述之间的系数矩阵有如下关系： 对线性时不变系统的（1），引入同样的线性非奇异变: x Ax Bu y Cx Du =+=+∑（1）1x p x -=: x Ax Bu y Cx Du =+=+∑（2）11x p x x p x --=?=1111()x p x p Ax Bu p Apx p Bu ----==+=+y Cx Du Cpx Du =+=+11,,,A p Ap B p B C Cp D D --====
换 ，则变换前后的系统的传递函数不变，即成立 。 进而得 基于上述讨论可得出在线性时不变系统变换下系统具有一些特性： （1）对线性时不变系统，不管是系统矩阵还是传递函数矩阵，其特征多项式在坐标变换下保持不变。 （2）对线性时不变系统，系统矩阵A 的特征值在坐标变换下保持不变，而特征向量在坐标变换下具有相同的变换关系，即对 的线性非奇异变换有： 线性时变系统的坐标变换的一个状态空间描述： 对线性时变的状态空间描述（3），引入坐标变换即线性非奇异变换 （4）， 为可逆且连续可微，则变换后的状态空间描述为： 推导过程如下： 对 （4） 式两边关于 t 求导得： 1x p x -=()()G s G s =1111111()() [()] ()() G s Cp sI p Ap p B D C p sI p Ap p B D C sI A B D G s -------=-+=-+=-+=1x p x -=1,1,2,3i i v p v i -== : ()() ()()x A t x B t u y C t x D t u =+=+∑（3）()x p t x =()p t ()() ()()x A t x B t u y C t x D t u =+=+（5）()() x p t x p t x =+（6）
. I 线性系统实验报告 ： 院系：航天学院 学号： . .
2015年12月
1.实验目的 1)熟悉Matlab/Simulink仿真； 2)掌握LQR控制器设计和调节； 3)理解控制理论在实际中的应用。 倒立摆研究的意义是，作为一个实验装置，它形象直观，简单，而且参数和形状易于改变；但它又是一个高阶次、多变量、非线性、强耦合、不确定的绝对不稳定系统的被控系统，必须采用十分有效的控制手段才能使之稳定。因此，许多新的控制理论，都通过倒立摆试验对理论加以实物验证，然后在应用到实际工程中去。因此，倒立摆成为控制理论中经久不衰的研究课题，是验证各种控制算法的一个优秀平台，故通过设计倒立摆的控制器，可以对控制学科中的控制理论有一个学习和实践机会。 2.实验容 1）建立直线二级倒立摆数学模型 对直线二级倒立摆进行数学建模，并将非线性数学模型在一定条件下化简成线性数学模型。对于倒立摆系统，由于其本身是自不稳定的系统，实验建立模型存在一定的困难，但是经过小心的假设忽略掉一些次要的因素后，倒立摆系统就是一个典型的运动的刚体系统，可以在惯性坐标系应用经典力学理论建立系统的动
力学方程。对于直线二级倒立摆，由于其复杂程度，在这里利用拉格朗日方程推导运动学方程。 由于模型的动力学方程中存在三角函数，因此方程是非线性的，通过小角度线性化处理，将动力学非线性方程变成线性方程，便于后续的工作的进行。 2）系统的MATLAB仿真 依据建立的数学模型，通过MATLAB仿真得出系统的开环特性，采取相应的控制策略，设计控制器，再加入到系统的闭环中，验证控制器的作用，并进一步调试。控制系统设计过程中需要分析容主要包括得出原未加控制器时系统的极点分布，系统的能观性，能控性。 3）LQR控制器设计与调节实验 利用线性二次型最优（LQR）调节器MATLAB仿真设计的参数结果对平面二阶倒立摆进行实际控制实验，参数微调得到较好的控制效果，记录实验曲线。 4）改变控制对象的模型参数实验 调整摆杆位置，将摆杆1朝下，摆杆2朝上修改模型参数、起摆条件和控制参数，重复3的容。 3.实验步骤
南通大学计算机科学与技术学院 《数字图像处理》课程实验 报告书 实验名 BMP文件的读写（8位和24位） 班级计 121 姓名张进 学号 1213022016 2014年6月 16 日
一、实验内容 1、了解BMP文件的结构 2、8位位图和24位位图的读取 二、BMP图形文件简介 BMP(Bitmap-File)图形文件是Windows采用的图形文件格式，在Windows环境下运行的所有图象处理软件都支持BMP图象文件格式。Windows系统内部各图像绘制操作都是以BMP为基础的。Windows 3.0以前的BMP图文件格式与显示设备有关，因此把这种BMP 图象文件格式称为设备相关位图DDB(device-dependent bitmap)文件格式。Windows 3.0以后的BMP图象文件与显示设备无关，因此把这种BMP图象文件格式称为设备无关位图DIB(device-independent bitmap)格式（注：Windows 3.0以后，在系统中仍然存在DDB位图，象BitBlt()这种函数就是基于DDB位图的，只不过如果你想将图像以BMP格式保存到磁盘文件中时，微软极力推荐你以DIB格式保存），目的是为了让Windows能够在任何类型的显示设备上显示所存储的图象。BMP位图文件默认的文件扩展名是BMP或者bmp（有时它也会以.DIB或.RLE作扩展名）。 位图文件可看成由4个部分组成：位图文件头(bitmap-file header)、位图信息头(bitmap-information header)、彩色表(color table)和定义位图的字节阵列，它具有如下所示的形式。 位图文件结构内容摘要
微型无人机飞行与研究读书报告 【摘要】：无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。现现如今大多数的无人机是用于军方；无人机用途广泛，成本低，效费比好；无人员伤亡风险；生存能力强，机动性能好，使用方便，在现代战争中有极其重要的作用，在民用领域更有广阔的前景。华东理工大学在微型无人机方面有着较为成熟的研究，本读书报告着眼于短学期创新实践对于无人机飞行研究的理解和收获。 【关键字】：微型无人机发展技术 ABSTRACT: The UA V is a radio remote control apparatus or its program control device controlled unmanned aircraft. Blind now most of the UA V is used for the military.The UV A is widely used as well as low cost, cost-effective good. It is no casualties risk,strong survival ability, good maneuvering performance, convenient use and has the extremely important role in modern war, in the civilian fields more broad prospects. East China University of Science and Technology has a more mature research on mini UA V, this book reports focus on short term innovation practice for the research of the mini UV A. KEY WORD: Mini UV A Develpment Technology
线性系统理论实验报告 学院：电信学院 姓名：邵昌娟 学号：152085270006 专业：电气工程
线性系统理论Matlab实验报告 1、由分析可知系统的状态空间描述，因系统综合实质上是通过引入适当状态反馈矩阵K，使得闭环系统的特征值均位于复平面S的期望位置。而只有当特征根均位于S的左半平面时系统稳定。故当特征根是正数时系统不稳定，设计无意义。所以设满足题目中所需要求的系统的期望特征根分别为λ1*=-2，λ2*=-4。 (a) 判断系统的能控性，即得系统的能控性判别矩阵Q c，然后判断rankQ c，若rank Q c =n=2则可得系统可控；利用Matlab判断系统可控性的程序如图1(a)所示。由程序运行结果可知：rank Q c =n=2，故系统完全可控，可对其进行状态反馈设计。 (b) 求状态反馈器中的反馈矩阵K，因设系统的期望特征根分别为λ1*=-2，λ2*=-4；所以利用Matlab求反馈矩阵K的程序如图1(b)所示。由程序运行结果可知：K即为所求状态反馈控制器的状态反馈矩阵，即由该状态反馈矩阵所构成的状态反馈控制器能够满足题目要求。 图1(a) 系统的能控性图1(b) 状态反馈矩阵 2、(a) 求系统的能控型矩阵Q c，验证若rank Q c 课程期末考试论文（读书报告） 课程名称：遥感地质学 班级： 学号： 姓名： 任课教师： 学时： 开课时间： 浅谈“遥感地质学”在地质类工作中的应用 摘要：随着我国工农业生产的高速发展，人类对自然资源，特别是对矿产资源的需求量与日俱增。遥感地质是一门理论与技术相结合的课程，其实际操纵性较强，需要我们对理论基础知识不断地应用巩固。遥感数字图像处理属于地质工作中的一种新型的工作手段，充分结合了现时计算机高科技信息技术。在地质工作中主要是通过对一个地区岩性，构造的状况分析后服务与地调填图，矿产普查，工程地质，水文地质及地质灾害治理方面，有着其特殊的高效性，空间性和优势所在。本文结合“遥感地质”课程的学习，浅谈下其在未来地学相关工作中的应用。 关键词：遥感空间信息地质找矿应用 近年来，一方面，由于空间科学、信息科学、计算机科学、物理学等科学技术的进步与发展，为遥感技术奠定了必要的技术基础，另一方面，由于人类生产活动不断地向深度和广度进军，遥感技术得到较为广泛的应用，因而使得遥感技术获得了飞跃的发展，已经成为发达国家和一些发展中国家十分重视的一项科学技术。随着我国工农业生产的高速发展，人类对自然资源，特别是对矿产资源的需求量与日俱增。遥感数字图像处理属于地质工作中的一种新型的工作手段，充分结合了现时计算机高科技信息技术。在地质工作中主要是通过对一个地区岩性，构造的状况分析后服务与地调填图，矿产普查，工程地质，水文地质及地质灾害治理方面，有着其特殊的高效性，空间性和优势所在。正如中科院院士徐冠华等，所谈及遥感技术为地学研究提供了全新的手段，导致了地学研究范围，内容、方法的重要变化，标志着地学信息获取和方法处理的一场革命。中国遥感事业自70年代至今发生了巨大的变化，在国民经济中的应用也日渐普遍。相对国际发达国家，中国遥感事业与其尚存在较大差距，这也正证明了在学科应用教学方面的前景性和挑战性。 《遥感地质学》是我校地球科学与资源学院为地质，资勘和海洋类专业开设的院定专业限选课，共48学时，其中24实验学时。通过半学期的遥感地质课及遥感数字图像处理技术的学习，对遥感技术有了新的认识和定义，同时对地学高新技术的发展有了所了解。本文结合“遥感地质”课程的学习，浅谈下其在未来地学相关工作中的应用。 遥感地质在地学方面的意义和作用主要表现在以下几个方面： （1）区域地质调查方面： 地质调查方面遥感数字图像处理的意义和作用应体现最明显的是在我国青藏高原地区。我国存在最大的空白区是青藏高原空白区，因其独特的海拨，积雪，压力，缺氧，交通等因素给地质工作者在这一地区开展工作造成了极大的困难，尤其在藏北属于“世界屋脊”，生命的禁区，地质工作者很难实地进入实施开展。青藏高原所占面积巨大，是我国地学，生物学，资源与环境科学有特色的研究领域和天然的实验室，我国研究开发价值极大。近年来国土资源部先后开展了多次地质调查，如1:25万区域地质调查。中国地质大学（北京）地球科学与资源学院教师承担的地质调查局“西藏安多1：25万安多多幅区域地质调查项目”中就充分利用的遥感数字图像处理技术的优势性。安多地区平均海拨4700多米，气候已变，极寒，其中部分地区很难进入。 安多北捷布曲冰蚀谷（上为南）（据张绪教等） 有关gis的实验报告和心得体会 实验一 实验一，我感觉还不能很熟练的应用mapinfo的功能以及菜单栏、工具栏中各个图标的功能，所以当我开始做实验一时碰到的问题还是不少的，首先是对mapinfo软件的相关操作功能不太了解，比如加载数据的图标，如何使打开的图变大缩小，如何浏览做完后的实验成果图，以及在实验过程中，哪些步骤是不能省略掉的，比如使用控制图层在缩放范围内显示的这个小实验，就要注意打开几个图层的界面看起来非常复杂，通过图层控制来操作，可以使图层在缩放范围内显示，这就需要在图层控制的对话框中哪些框框该打钩，哪些不该打钩，这样所显示的效果就会不一样。只有熟练掌握了mapinfo的基本操作，以及步骤间的衔接才能完成实验。最后还是自己耐心的看书和实践中去找答案和解决问题。在这个实验中我学会了如何mapinfo软件的基本操作和怎么样制作地图图层以及如何使用模板创建专题地图。在制作这个实验的过程中体会了很多，也感觉在做专题地图和地图制作时的整个过程充满着趣味性，使我对地图的相关制作有了一定的了解。 实验二 实验二，因为已经对mapinfo软件操作功能有了一个初步的了解了，所以当在开始着手制作实验二是实验相关操作步骤时，在对fuzhou.jpg图像进行屏幕跟踪化过程时和后面进行的图像加载和配准时碰到的问题也相对较少也比较熟练。从实验二开始要用arcview软件时由于刚接触这个软件所以在做这部分的实验时制作速度显然比较 慢碰到的问题也还有的，面对许多功能按钮不熟悉时只能查找资料和问同学，但最终还是把实验二给做了，以下是我总结的注意点。 1.做屏幕跟踪这个实验时，在mapinfo中打开图像文件时，注意选择文件类型是栅格图像，然后点击一下所要打开的××市行政图，这样呈现出所要的画面。 2.编辑控制点的时候，至少选择三个点且三个点不要都在一条直线上，那样配准不成功。 3.选择合适的绘图工具，注意选中的是面状的绘图工具，选择线状的话跟踪完后不会出现实验所需的效果。 4在用鼠标画行政区时，注意拐点处必须点一下，画出来会更准确，注意在没画完不要双击，在画重叠部分时，注意激活。 5.在新建表示注意字段的类型时，图层分类要清晰。 6.投影、坐标系设置时，要设置地图单位为米。 实验三 实验三是对maminfo和arcview这两个软件一起搭配操作的制图实验操作。从实验数据格式的转换到投影变换的过程，都需要对这两个软件功能有所了解。虽然通过书本中的案例可以很容易的得出操作结果，但为了进一步了解这个转换过程中每一个相关信息和转换的含义，自己还是在书本上查找答案，和在制图操作实验中的注意点。 1.在第一步的数据格式转换中，注意不要把底图文件也选进去。 注意文件的命名，不要存得太深，最好可以放在根目录下，用英文命名，勿用中文命名。 2.数据格式转换的对话框中，要指明文件类型为mapinfotab格式。 实验报告 课程线性系统理论基础实验日期年月日 专业班级姓名学号同组人 实验名称系统的能控性、能观测性、稳定性分析及实现评分 批阅教师签字 一、实验目的 加深理解能观测性、能控性、稳定性、最小实现等观念。掌握如何使用MATLAB进行以下分析和实现。 1、系统的能观测性、能控性分析； 2、系统的稳定性分析； 3、系统的最小实现。 二、实验内容 （1）能控性、能观测性及系统实现 （a）了解以下命令的功能；自选对象模型，进行运算，并写出结 果。 gram, ctrb, obsv, lyap, ctrbf, obsvf, minreal ； （b ）已知连续系统的传递函数模型，182710)(23++++=s s s a s s G ，当a 分别取-1，0，1时，判别系统的能控性与能观测性； （c ）已知系统矩阵为???? ??????--=2101013333.06667.10666.6A ，??????????=110B ，[]201=C ，判别系统的能控性与能观测性； （d ）求系统18 27101)(23++++= s s s s s G 的最小实现。 （2）稳定性 （a ）代数法稳定性判据 已知单位反馈系统的开环传递函数为：) 20)(1()2(100)(+++=s s s s s G ，试对系统闭环判别其稳定性 （b ）根轨迹法判断系统稳定性 已知一个单位负反馈系统开环传递函数为 ) 22)(6)(5()3()(2+++++=s s s s s s k s G ，试在系统的闭环根轨迹图上选择一点，求出该点的增益及其系统的闭环极点位置，并判断在该点系统闭环的稳定性。 （c ）Bode 图法判断系统稳定性 《基于DCT的数字水印研究》 阅读报告 课程名称计算机视觉 姓名廖杰 学号M201372880 专业计算机技术 任课教师王天江 所在学院计算机科学与技术学院 报告提交日期2014-01-13 一．概要 提出了一种基于DCT变换的图像数字水印算法,重点解决了水印嵌入过程中不可见性和鲁棒性折衷问题。首先对原始图像进行分块并对各子块做DCT变换,接着将经过Torus置乱的水印图像嵌入到各子块的中频DCT系数中,通过选择适当的嵌入强度,可以得到较好的不可见性和鲁棒性。 二．概念综述 2.1 数字水印技术 数字水印技术(Digital Watermarking)是一种信息隐藏技术,它的基本思想是在数字图像、音频和视频等数字产品中嵌入秘密信息,以便保护数字产品的版权、证明产品的真实可靠性、跟踪盗版行为或者提供产品的附加信息。其中的秘密信息可以是版权标志、用户序列号或者是产品相关信息。一般,它需要经过适当变换再嵌入到数字产品中,通常称变换后的秘密信息为数字水印(Digital Watermarking)。数字水印的嵌入不应影响原有数据内容的价值和使用,通常是不可见的或不能被人的感知系统察觉,且不会被常规处理操作去除。 2.2 数字水印系统的基本框架 一个典型的水印系统由嵌入器和检测器组成。嵌入器至少具有两个输入量:一个是原始信息,它通过适当变换后作为待嵌入的水印信号;另一个就是要在其中嵌入水印的载体作品。水印嵌入器的输出结果为含水印的载体作品,通常用于传输和转录。之后这件作品或另一件未经过这个嵌入器的作品可作为水印检测器的输出量。大多数检测器试图尽可能地判断出水印存在与否,若存在,则输出为所嵌入的水印信号。下图给出了数字水印处理系统基本框架的详细示意图。它可以定义为九元体(M,X,W,K,G,Em,At,D.Ex),分别定义如下: 1、M代表所有可能原始信息的集合。 2、X代表所要保护的数字产品x(或称为作品)的集合,即内容。 3、W代表所有可能水印信号w的集合。 4、K代表水印密钥k的集合。 5、G代表利用原始信息m、密钥K和原始数字产品x共同生成水印的算法,即 G:M*X*K->W,w=G(m,x,K) 实 验 报 告 课程 线性系统理论基础 实验日期 年 月 日 专业班级 学号 同组人 实验名称 系统的能控性、能观测性、稳定性分析及实现 评分 批阅教师签字 一、实验目的 加深理解能观测性、能控性、稳定性、最小实现等观念。掌 握如何使用MATLAB 进行以下分析和实现。 1、系统的能观测性、能控性分析； 2、系统的稳定性分析； 3、系统的最小实现。 二、实验内容 （1）能控性、能观测性及系统实现 （a ）了解以下命令的功能；自选对象模型，进行运算，并写出结 果。 gram, ctrb, obsv, lyap, ctrbf, obsvf, minreal ； （b ）已知连续系统的传递函数模型，18 2710)(23++++=s s s a s s G ，当a 分别取-1，0，1时，判别系统的能控性与能观测性； （c ）已知系统矩阵为???? ??????--=2101013333.06667.10666.6A ，??????????=110B ，[]201=C ，判别系统的能控性与能观测性； （d ）求系统18 27101)(23++++= s s s s s G 的最小实现。 （2）稳定性 （a ）代数法稳定性判据 已知单位反馈系统的开环传递函数为：) 20)(1()2(100)(+++=s s s s s G ，试对系统闭环判别其稳定性 （b ）根轨迹法判断系统稳定性 已知一个单位负反馈系统开环传递函数为 ) 22)(6)(5()3()(2+++++=s s s s s s k s G ，试在系统的闭环根轨迹图上选择一点，求出该点的增益及其系统的闭环极点位置，并判断在该点系统闭环的稳定性。 （c ）Bode 图法判断系统稳定性 已知两个单位负反馈系统的开环传递函数分别为 s s s s G s s s s G 457.2)(,457.2)(232231-+=++= 用Bode 图法判断系统闭环的稳定性。 （d ）判断下列系统是否状态渐近稳定、是否BIBO 稳定。 []x y u x x 0525,100050250100010-=????? ?????+??????????-= 第三章 灰度变换与空间滤波 这一周主要看了一篇论文和《数字图像处理》的第三章内容，第三章的内容主要包括：背景知识、一些基本的灰度变换函数、直方图处理、空间滤波基础、平滑空间滤波器、锐化空间滤波器、混合空间增强法、使用模糊技术进行灰度变换和空间滤波。 3.1背景知识 3.1灰度变换与空间滤波基础 空间域处理可用该式表示：)],([),(y x f T y x g =,其中f(x,y)是输入图像，g(x,y)是处理后的图像，T 是在该点邻域上定义的关于f 的算子。算子可应用于单幅图像或图像集合。空间域与变换域比起来计算更有效，执行所花的资源更少。 3.2一些基本的灰度变换函数 灰度变换是所有图像处理中最简单的技术。r 和s 分别别代表处理前后的像素值。 图像反转： s=L-1-r 使用这种方式反转一幅图像的灰度级，可得到等效的图片底片。这种类型的处理特别适用于增强在一幅图像的暗区域中的白色或灰色细节，特别是当黑色面积在尺寸上占主导地位时。 对数变换： )1log(r c s += c 是常数，并假设0≥r 。该变换根据特性曲线，将输入中范围较窄的低灰度值映射为输出中较宽范围的灰度值，对高输入灰度值亦如此，这样的效果就是可以增加一些低灰度值的一些细节，但带来的问题是他降低了图像的对比度，使背景有冲淡的感觉。 幂律变换： γcr s = c 和γ为正常数。与对数变换的情况类似，部分γ值的幂律曲线将较窄范围的暗色输入值映射为较宽的输出值，相反地，对于输入高灰度级值时也成立。根据伽马值的不同，可以输出不同程度的变换曲线，可以根据具体图像的特征，设置合适的γ值，使图像的对比度与细节清晰度达到一个最佳的比例。可以使用幂律变换进行对比度增强。 分段线性变换函数： 最简单的分段线性函数之一是对比度拉抻变换。低对比度图像可由照明不足，成像传感器动态范围太小，甚至在图像获取过程中镜头光圈设置错误引起。对比度拉抻是扩展图像灰度级动态范围处理，因此它可以跨越记录介质和显示装置的全部灰度范围。 灰度级分层处理有许多方法实现，大多数方法是两种基本方法的变形。一是将感兴趣范围内的所有灰度值显示为一个值，而将其他灰度值显示为另一个只，该变换产生了一幅二值图像。而是是感兴趣的范围的灰度变亮或变暗，而保持图像中其他灰度级不变。突出图像中特定灰度范围的亮度通常是最重要的，其应用包括增强特征。 比特平面分层是将一幅图像分为几个比特平面，对于分析图像中每个比特的相对重要性以及图像压缩都很有用。 3.3直方图处理 直方图主要是利用概率的概念将整幅图像的每一个灰度级所占总灰度级的百分比进行显示，来表征整幅图像的大体特征，其主要特征是一阶距（图像的平均灰度）以及二阶距（灰 读书报告：地球空间信息学与数字地球 引言：最近有幸拜读了中国科学院院士、中国工程院院士李德仁的文章《地球空间信息学与数字地球》，感觉颇受教益。李德仁教授，中国科学院院士，中国工程院院士，主要从事地理信息系统、摄影测量与遥感等领域的教学和科学研究工作。代表成果：高精度摄影测量定位理论与方法；GPS辅助空中三角测量；SPOT卫星像片解析处理；数学形态学及其在测量数据库中的应用；面向对象的GIS理论与技术；影像理解及像片自动解译以及多媒体通信等。地球空间信息科学(Geo-Spatial Information Science——Geomatics)是以全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、遥感(RS)等空间信息技术为主要内容，并以计算机技术和通讯技术为主要技术支撑，用于采集、量测、分析、存储、管理、显示、传播和应用与地球和空间分布有关的数据的一门综合和集成的信息科学和技术。地球空间信息科学是以“3S”技术为代表，包括通讯技术、计算机技术的新兴学科。它是地球科学的一个前沿领域，是地球信息科学的重要组成部分，是数字地球的基础。美国副总统戈尔在《数字地球——认识21世纪我们这颗星球》的报告中阐述了数字地球的概念。所谓“数字地球”，可以理解为对真实地球及其相关现象统一的数字化重现和认识。其核心思想是用数字化的手段来处理整个地球的自然和社会活动诸方面的问题，最大限度地利用资源，并使普通百姓能够通过一定方式方便地获得他们想要了解的有关地球的信息，其特点是嵌入海量地理数据，实现对地球的多分辨率、三维描述，通俗地说就是虚拟地球。 内容概述：叙述了地球空间信息学和数字地球的基本概念。讨论了地球空间信息学的形成、理论基础和技术体系，以及数字地球的关键技术和应用。分析了两者的相互关系，提出空间数据基础设施是数字地球的基本建设，发展数字地球为传统测绘行业带来了一个极好的发展机遇和一系列的挑战。 1 地球空间信息学 1.1 地球空间信息学的形成 空间定位技术、航空和航天遥感、地理信息系统和互联网等现代信息技术的发展及其相互间的渗透，逐渐形成了地球空间信息的集成化技术系统。近二三十年来，这些现代空间信息技术的综合应用有了飞速发展，使得人们能够快速及时和连续不断地获得有关地球表层及其环境的大量几何与物理信息，形成地球空间数据流和信息流，从而促成了“地球空间信息科学”的产生。 1.2 地球空间信息学的理论基础 地球空间信息科学理论框架的核心是地球空间信息机理。地球空间信息机理作为形成地球空间信息科学的重要理论支撑，通过对地球圈层间信息传输过程与物理机制的研究，揭示地球几何形态和空间分布及变化规律。主要内容包括：地球空间信息的基准、标准、时空变化、认知、不确定性、解译与反演、表达与可视化等基础理论问题。 1.3 地球空间信息学的技术体系 地球空间信息科学的技术体系是指贯穿地球空间信息采集、处理、管理、遥感地质学在实际工作中的应用论文
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