无线传感网络定位算法 基于移动锚节点的距离相关定位算法 一、无线传感网络与节点定位 1. 无线传感网络中的关键技术 无线传感器网络作为当今信息领域新的究热点，涉及多学科交叉的研究领域，涉及到非常多的关键技，主要包括：拓扑控制；网络协议；网络安全；时间同步；定位技术；数据融合；嵌入式操作系统；无线通信技术；跨层设计和应用层设计。 2. 无线传感器网络节点定位机制 无线传感器网络节点定位问题可表述为：依靠有限的位置己知节点即信标节点(锚节点)，确定布设区中其它未知节点的位置，在传感器节点间建立起一定的空间关系的过程。无线定位机制一般由以下三个步骤组成： 第一步，对无线电信号的一个或几个电参量(振幅、频率、相位、传播时间)进行测量，根据电波的传播特性把测量的电参量转换为距离、距离差及到达角度等，用来表示位置关系； 第二步，运用各种算法或技术来实现位置估计； 第三步，对估计值进行优化。 3. 节点间距离或角度的测量 在无线传感器网络中，节点间距离或角度的测量技术常用的有RSSI、TOA、TDOA和AOA等。
4. 计算节点位置的基本方法 (1)三边测量法 (2)三角测量法； (3)极大似然估计法。
5. 无线传感器网络定位算法的性能评价 几个常用的评价标准：定位精度；规模；锚节点密度；节点密度；覆盖率；容错性和自适应性；功耗；代价。 6. 无线传感器网络定位技术分类 （1）物理定位与符号定位； （2）绝对定位与相对定位； （3）紧密耦合与松散耦合； （4）集中式计算与分布式计算； （5）基于测距技术的定位和无须测距技术的定位； （6）粗粒度与细粒度； （7）三角测量、场景分析和接近度定位。 二、定位算法研究的目的和意义 定位是大多数应用的基础。由于节点工作区域往往是人类不适合进入的区域，或者是敌对区域，甚至有时传感器节点需要通过飞行器抛撒，因此节点的位置通
练习一、1．分别计算图示电路中各电源的端电压和它们的功率。 (5分) 解：(a ) …………2分 (b ) 电流源： ……….1.5分 电压源： …………1.5分 2．利用电源等效变换化简各二端网络。 (6分) 解: (a) 3 ．计算图示电路在开关S 打开和闭合时a 点的电位?=a U (5分) 解：开关S 打开：mA I 25.11 121 6=++-= ……..1分 V U a 25.225.111=?+= …………………1.5分 开关S 闭合：V U 8.22 141212 131=+++ = ….1分 V U U a 9.11 11 111=+-? += ….1.5分 4．求图示电路中的电流1I 和电压ab U 。 (5分) 解：A I 25 10 9.01== A A I 222.29 20 1== ……….2.5分 (a ) (b ) W U P V U 5051052=?==?=发W U P V U 1052=?==发 W P A I V U 6323252=?==-==吸，方向向下 a b a b b b b a U b
A A I I U ab 889.09 8 4)9.0(11== ?-= ……..2.5分 5.电路如图所示，求X I 。(5分) 解： 电压源单独作用：4)42(-='+X I A I X 3 2 - ='? ……..1.5分 电流源单独作用：A I X 3 2 2422=?+= '' ……..1.5分 故原图中的03 2 32=+- =''+'=X X X I I I ………..2分 6、计算图四（4）所示二端网络吸收的有功功率、无功功率，并计算其视在功率和功率因数。其中,())(2sin 25V t t u =, R 1=1Ω, R 2=2Ω。 解：端口电压为?∠=05U & . 对于2=ω, X C = - 2j , X L =1j . 端口阻抗为 ()()()()() Ω-=-++-+= j j j j j Z 34221221 (2分) 端口电流： ?-∠=-=4.18953.3345 j I & A （2分） 有功功率：()W P 75.18]4.180cos[953.35=?--??= （2分） 无功功率：VA Q 24.64.18sin 953.35=??= （2分） 视在功率：VA Q P S 764.1922=+=（1分） 功率因数：95.0cos == S P ?（1分） Ω4X I '- V 4 +Ω 2Ω 4A 2X I ''Ω 2Ω 4A 2X I - V 4 +Ω 2
电路分析基础作业参考 解答 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
《电路分析基础》作业参考解答 第一章（P26-31） 1-5 试求题1-5图中各电路中电压源、电流源及电阻的功率（须说明是吸收还是发出）。 （a ）解：标注电压如图（a ）所示。 由KVL 有 故电压源的功率为 W P 302151-=?-=（发出） 电流源的功率为 W U P 105222=?=?=（吸收） 电阻的功率为 W P 20452523=?=?=（吸收） （b ）解：标注电流如图（b ）所示。 由欧姆定律及KCL 有 A I 35 152==，A I I 123221=-=-= 故电压源的功率为 W I P 151151511-=?-=?-=（发出） 电流源的功率为 W P 302152-=?-=（发出） 电阻的功率为 W I P 459535522 23=?=?=?=（吸收） 1-8 试求题1-8图中各电路的电压U ，并分别讨论其功率平衡。
（b ）解：标注电流如图（b ）所示。 由KCL 有 故 由于电流源的功率为 电阻的功率为 外电路的功率为 且 所以电路的功率是平衡的，及电路发出的功率之和等于吸收功率之和。 1-10 电路如题1-10图所示，试求： （1）图（a ）中，1i 与ab u ； 解：如下图（a ）所示。 因为 所以 1-19 试求题1-19图所示电路中控制量1I 及电压0U 。 解：如图题1-19图所示。 由KVL 及KCL 有 整理得 解得mA A I 510531=?=-，V U 150=。 补充题： 1. 如图1所示电路，已知图1 解：由题得 I 3 2=0
Computer Engineering and Applications 计算机工程与应用 2017，53（16）1引言无线传感器网络（Wireless Sensor Network ，WSN ）是由大量的具有信息感知功能的传感节点通过无线通信方式形成一个多跳的自组织网络系统[1]。在环境监测、军事领域、城市交通等应用中就直接运用WSN 节点定位技术[2]，因此准确快速地获取节点位置信息成为WSN 的关键技术[3-4]。WSN 节点定位的本质是通过被定位物体之间测量数据的相关性来确定其空间坐标之间的相关性[5]。根据定位过程是否需要测量节点间的实际距 离，可将现有的定位算法分为两类：基于测距的定位算法和无需测距的定位算法[6]。前者定位精度较高，但成本和功耗相对较大；后者无需测量未知节点到锚节点的距离，对硬件的要求较低，但是定位精度不及前者[7]，不能满足一些实际应用的需求，那么定位精度的提高就成了目前研究工作的重点之一[8]。为减小定位误差，文中提出一种基于Grid-Scan 定位算法的虚拟锚节点策略改进。Grid-Scan 定位算法的虚拟锚节点策略改进 宋海声，朱长驹，杨鸿武，吴佳欣 SONG Haisheng,ZHU Changju,YANG Hongwu,WU Jiaxin 西北师范大学物理与电子工程学院，兰州730070 College of Physics and Electronic Engineering,Northwest Normal University,Lanzhou 730070,China SONG Haisheng,ZHU Changju,YANG Hongwu,et al.Improvement of virtual anchor node strategy for Grid-Scan location https://www.doczj.com/doc/8811453431.html,puter Engineering and Applications,2017,53（16）：84-88. Abstract ：Concerning the poor localization precision of Grid-Scan algorithm,an improved Grid-Scan localization algo-rithm based on virtual anchor nodes is proposed in Wireless Sensor Network （WSN ）.Three related works of the improved algorithm are mentioned as follows ：Firstly,setting the threshold of localizability for unknown node.The unknown node,the number of neighbor anchor node is greater than the threshold of localizability,is located by Grid-Scan,and the located unknown nodes are upgraded to virtual anchor nodes.Secondly,the number of neighbor anchor node which is greater than the threshold of localizability used the method of maximum likelihood to complete the localization,and the located unknown nodes are upgraded to virtual anchor nodes as well.Finally,anchor nodes and virtual anchor nodes participate in the localization of the remaining unknown nodes.Simulation results show that the improved algorithm,in difference of anchor node density,communication radius,grid size and irregular propagation models,has better localization precision.Key words ：Wireless Sensor Network （WSN ）;Grid-Scan algorithm;localization precision;virtual anchor nodes;thresh-old of localizability;method of maximum likelihood 摘要：针对无线传感器网络中Grid-Scan 算法定位精度较低的问题，提出了一种基于虚拟锚节点策略的Grid-Scan 定位算法。具体做了三个方面的工作：对未知节点设置可定位阈值，邻居锚节点数大于可定位阈值的未知节点使用Grid-Scan 算法进行定位，定位后的节点升级为虚拟锚节点；邻居锚节点数小于可定位阈值的未知节点利用极大似然法完成定位，定位后的节点升级为虚拟锚节点；锚节点及虚拟锚节点共同参与对剩余未知节点的定位。仿真结果表明，改进算法在不同锚节点密度、不同通信半径和不同栅格大小的网络中以及通过不规则传播模型后都具有较好的定位精度。 关键词：无线传感器网络；Grid-Scan 算法；定位精度；虚拟锚节点；可定位阈值；极大似然法 文献标志码：A 中图分类号：TP 393doi ：10.3778/j.issn.1002-8331.1702-0314 基金项目：国家自然科学基金（No.11664036）；甘肃省自然科学基金（No.1606RJZA065）。 作者简介：宋海声（1964—），男，硕士生导师，副教授，主要研究方向：物联网应用，计算机控制；朱长驹（1990—），男，硕士研究生， 主要研究方向：无线传感器网络，E-mail ：478249015@https://www.doczj.com/doc/8811453431.html, ；杨鸿武（1969—），男，博士生导师，教授，主要研究方向：信号处理，计算机网络；吴佳欣（1993—），女，硕士研究生，主要研究方向：信号处理。 收稿日期：2017-02-25修回日期：2017-03-29文章编号：1002-8331（2017）16-0084-05 84万方数据
《电路分析基础》作业参考解答 第一章（P26-31） 1-5 试求题1-5图中各电路中电压源、电流源及电阻的功率（须说明是吸收还是发出）。 （a ）解：标注电压如图（a ）所示。 由KVL 有 故电压源的功率为 W P 302151-=?-=（发出） 电流源的功率为 W U P 105222=?=?=（吸收） 电阻的功率为 W P 20452523=?=?=（吸收） （b ）解：标注电流如图（b ）所示。 由欧姆定律及KCL 有 A I 35 152==，A I I 123221=-=-= 故电压源的功率为 W I P 151151511-=?-=?-=（发出） 电流源的功率为 W P 302152-=?-=（发出） 电阻的功率为 W I P 459535522 23=?=?=?=（吸收） 1-8 试求题1-8图中各电路的电压U ，并分别讨论其功率平衡。 （b ）解：标注电流如图（b ）所示。 由KCL 有 故 由于电流源的功率为 电阻的功率为 外电路的功率为 且 所以电路的功率是平衡的，及电路发出的功率之和等于吸收功率之和。 1-10 电路如题1-10图所示，试求： （1）图（a ）中，1i 与ab u ； 解：如下图（a ）所示。 因为 所以 1-19 试求题1-19图所示电路中控制量1I 及电压0U 。 解：如图题1-19图所示。 由KVL 及KCL 有 整理得 解得mA A I 510531=?=-，V U 150=。
题1-19图 补充题： 1. 如图1所示电路，已知 ， ，求电阻R 。 图1 解：由题得 因为 所以 2. 如图2所示电路，求电路中的I 、R 和s U 。 图2 解：用KCL 标注各支路电流且标注回路绕行方向如图2所示。 由KVL 有 解得A I 5.0=，Ω=34R 。 故 第二章（P47-51） 2-4 求题2-4图所示各电路的等效电阻ab R ，其中Ω==121R R ，Ω==243R R ，Ω=45R ，S G G 121==， Ω=2R 。 解：如图（a ）所示。显然，4R 被短路，1R 、2R 和3R 形成并联，再与5R 串联。 如图（c ）所示。 将原电路改画成右边的电桥电路。由于Ω==23241R R R R ，所以该电路是一个平衡电桥，不管开关S 是否闭合，其所在支路均无电流流过，该支路既可开路也可短路。 故 或 如图（f ）所示。 将原电路中上边和中间的两个Y 形电路变换为?形电路，其结果如下图所示。 由此可得 2-8 求题2-8图所示各电路中对角线电压U 及总电压ab U 。 题2-8图 解：方法1。将原电路中左边的?形电路变换成Y 形电路，如下图所示： 由并联电路的分流公式可得 A I 14 12441=+?=，A I I 314412=-=-= 故 方法2。将原电路中右边的?形电路变换成Y 形电路，如下图所示： 由并联电路的分流公式可得 A I 2.16 14461=+?=，A I I 8.22.14412=-=-= 故 2-11 利用电源的等效变换，求题2-11图所示各电路的电流i 。 题2-11图 解：电源等效变换的结果如上图所示。 由此可得 V U AB 16=A I 3 2=
电路分析基础练习题 @复刻回忆 1-1在图题1-1所示电路中。元件A 吸收功率30W ，元件B 吸收功率15W ，元件C 产生功率30W ，分别求出三个元件中的电流I 1、I 2、I 3。 解61=I A ，32-=I A ，63=I A 1-5在图题1-5所示电路中，求电流I 和电压U AB 。 解1214=--=I A ，39442103=?+?+=AB U V 1-6在图题1-6所示电路中，求电压U 。 解U +?-=253050 V 1-8在图题1-8所示电路中，求各元件的功率。 解电阻功率：123223=?=ΩP W ， 82/422= =Ω P W 电流源功率： 电压源功率： 1(44=V P W 2-7电路如图题2-7所示。求电路中的未知量。 解1262=?=S U V 2-9电路如图题2-9 3 I 解得2-8电路如图题2-8所示。已知213I I =解KCL ：6021=+I I 解得451=I mA,152=I mA. R 为 6.615452.2=?=R k ? 解(a)由于有短路线，R (b)等效电阻为 2-12电路如图题2-12所示。求电路AB 间的等效电阻AB R 。 A 3R U 3W 123=P Ω
解(a)Ω=+=++=75210//10)8//82//(6//6AB R (b)Ω=+=++=612//62)104//4//(64//4AB R 3-4用电源变换的方法求如图题3-4所示电路中的电流I 。 、(c) 解ab U 3-144-2用网孔电流法求如图题4-2?????=-++=-+-+=-+0)(31580 0)(4 )(32100)(4823312322211I I I I I I I I I I I 解得： 26.91=I A ，79.22=I A ， 98.33-=I A 所以79.22==I I x A 4-3用网孔电流法求如图题4-3所示电路中的功率损耗。 解显然，有一个超网孔，应用KVL 即11015521=+I I 电流源与网孔电流的关系 解得：101=I A ，42=I A 电路中各元件的功率为 200102020-=?-=V P W ，36049090-=?-=V P 1806)10520(6-=??-=A P W ，5102+?=电阻P W 显然，功率平衡。电路中的损耗功率为740W 。 4-10用节点电压法求如图题4-10所示电路中的电压0U 。 解只需列两个节点方程 解得 501=U V ，802=U V 所以 1040500=-=U V 4-13电路如图题4-13解由弥尔曼定理求解 开关S 打开时： 20/140/120/30040/300-=+-=U 1Ω4I 6I 12I 2I 0V
电路分析基础 练习题 @ 微笑、敷衍心痛。 1-1 在图题1-1所示电路中。元件A 吸收功率30W ，元件B 吸收功率15W ，元件C 产生功率30W ，分别求出三个元件中的电流I 1 、I 2 、I 3。 解 61=I A ，32-=I A ，63=I A 1-5 在图题1-5所示电路中，求电流I 和电压U AB 。 解 1214=--=I A ，39442103=?+?+=AB U V 1-6 在图题1-6所示电路中，求电压U 。 解 U +?-=253050，即有 30=U V 1-8 在图题1-8所示电路中，求各元件的功率。 解 电阻功率：12322 3=?=ΩP W ， 82/422==ΩP W 电流源功率：0)6410(22=--=A P ， 4141-=?-=A P W + -V 51 I A 2 I B - +V 5-+ - V 53 I C 图题1-1 Ω 3V 5-+-+ V 4Ω 1Ω 22 I 1 I - + - + Ω 5V 30A 2U - + V 50图题1-6 图题1-7 V 10Ω 3-+ Ω 2A 2A 1-+ V 4
电压源功率：2021010-=?-=V P W ， 4)221(44=-+=V P W 2-7 电路如图题2-7所示。求电路中的未知量。 解 1262=?=S U V 3 4 9122== I A 112/12/33===S U P I A 3/1313/420=++=I A Ω== 12112 3R Ω===13 36 3/13120I U R S eq 2-9 电路如图题2-9所示。求电路中的电流1I 。 解 从图中可知，2Ω与3Ω并联， 由分流公式，得 1123553 I I I =?= 11 1 3==I A 所以，有 131321+=+=I I I I 解得 5.01-=I A 2-8 电路如图题2-8所示。已知213I I =，求电路中的电阻R 。 解 KCL ：6021=+I I 213I I = 解得 451=I mA, 152=I mA. R 为 6.615 45 2.2=?=R k Ω 解 (a)由于有短路线，Ω=6AB R , (b) 等效电阻为 Ω=+=++=1.15 .25 .15.01//)1//11(1//1AB R 2-12 电路如图题2-12所示。求电路AB 间的等效电阻AB R 。 I 3 R Ω6Ω 9eq R S U A 22 I 3I W 123=P 图题2-7 V 1- + Ω 3Ω 1Ω 21 I 1 5I 图题2-9 2 I 3I Ω k 2.2R 0mA 62 I 1I 图题2-8
结构有限元分析程序设计 绪论 §0.1 开设“有限元程序设计”课程的意义和目的 §0.2 课程特点 §0.3 课程安排 §0.4 课程要求 §0.5 基本方法复习 $0.1 意义和目的 1.有限元数值分析技术本身要求工程设计研究人员掌握 1). 有限元数值分析技术的完善标志着现代计算力学的真正成熟和实用化,已在各种 力学中得到了广泛的应用。比如：，已杨为工程结构分析中最得以收敛的技术手段，现代功用大致有： a). 现代结构论证。对结构设计从内力，位移等方面进行优劣评定，从而进 行结构优化设计。 b)可取代部份实验，局部实验+有限元分析，是现代工程设计研究方法的一大 特点。 c)结构的各种功能分析（疲劳断裂，可靠性分析等）都以有限元分析工具作为 核心的计算工具。 2). 有限元数值分析本身包括着理论+技术实现（本身功用所绝定的） 有限元数值分析本身包括着泛函理论+分片插值函数+程序设计 2. 有限元分析的技术实现（近十佘年的事）更依赖于计算机程序设计 有限元分析的技术取得的巨大的成就，从某种意义上说，得益于计算机硬件技术的发展和程序设计技术的发展，这两者的依赖性在当代表现得更加突出。（如可视化技术） 3.从学习的角度，不仅要学习理论，而且要从程序设计设计角度对这些理论的技术实现有 一个深入的了解，应当致力于掌握这些技术实现能力，从而开发它，发展它。（理论本身还有待于进一步完美相应的程序设计必须去开发） 4.程序设计不仅是实现有限元数值分析的工具和桥梁，而且在以下诸方面也有意义： 1). 精通基本概念，深化理论认识； 2). 锻炼实际工程分析，实际动手的能力； 3). 获得以后工作中必备的工具。（作业+老师给元素库） 目的：通过讲述有限元程序设计的技术与技巧，便能达到自编自读的能力。 §0.2 课程特点 总描述：理论+算法+数据结构（程序设计的意义） 理论：有限元算法，构造，步骤，解的等外性，收敛性，稳定性，误差分析 算法；指求解过程的技术方法，含两方面的含义；a. 有限元数值分析算法，b, 与数据结构有关的算法（总刚稀疏存贮，提取，节点优化编号等） 数据结构：指各向量矩阵存贮管理与实现，辅助管理结构（指针，数据记录等） 具体特点： 理论性强：能量泛函理论+有限元构造算法+数据结构构造算法 内容繁杂：理论方法+技术方法+技术技巧 技巧性强：排序，管理结构（指针生成，整型运算等）
d ()d () ()()()d d q t u t q t C u t i t C t t =??= =第一章 1. 参考电压和参考电流的表示方法。 (1)电流参考方向的两种表示： A ）用箭头表示：箭头的指向为电流的参考方向。 (图中标出箭头） B ）用双下标表示：如 i AB , 电流的参考方向由A 指向B 。 (图中标出A 、B ） (2) 参考电压方向: 即电压假定的正方向，通常用一个箭头、“+”、”-”极性或“双下标”表示。 （3）电路中两点间的电压降就等于这两点的电位差，即U ab = V a - V b 2. 关联参考方向和非关联参考方向的定义 若二端元件上的电压的参考方向与电流的参考方向一致（即参考电流从参考电压的正极流向负极），则称之为关联参考方向。否则为非关联参考方向。 3. 关联参考方向和非关联参考方向下功率的计算公式： （1）u, i 取关联参考方向：p = u i （2）u, i 取非关联参考方向：p =- ui 按此方法，如果计算结果p>0，表示元件吸收功率或消耗功率；p<0，表示发出功率或产生功率。 关联参考方向和非关联参考方向下欧姆定律的表达式： （1）电压与电流取关联参考方向: u = Ri （2）电压与电流取非关联参考方向: u =–Ri 。 4．电容元件 （1）伏安特性 （2）两端的电压与与电路对电容的充电过去状况有关 （3）关联参考方向下电容元件吸收的功率 （4）电容元件的功率与储能 d ()()()()() d C u t p t u t i t C u t t =?=?2 1()d d ()2 C C W p t t C u u C u t ==?=???
教你如何看懂集成电路的线路图 集成电路应用电路图具有以下功能： 1.它表达了集成电路各引脚外电路结构、元器件参数等，从而表示了某一集成电路的完整工作情况。 2.有些集成电路应用电路中，画出了集成电路的内电路方框图，这时对分析集成电路应用电路是相当方便的，但这种表示方式不多。 3.集成电路应用电路有典型应用电路和实用电路两种，前者在集成电路手册中可以查到，后者出现在实用电路中，这两种应用电路相差不大，根据这一特点，在没有实际应用电路图时可以用典型应用电路图作参考，这一方法修理中常常采用。 4.一般情况集成电路应用电路表达了一个完整的单元电路，或一个电路系统，但有些情况下一个完整的电路系统要用到两个或更多的集成电路。 集成电路应用电路具有以下特点： 1.大部分应用电路不画出内电路方框图，这对识图不利，尤其对初学者进行电路工作分析时更为不利。 2.对初学者而言，分析集成电路的应用电路比分析分立元器件的电路更为困难，这是对集成电路内部电路不了解的原缘，实际上识图也好、修理也好，集成电路比分立元器件电路更为方便。 3.对集成电路应用电路而言，大致了解集成电路内部电路和详细了解各引脚作用的情况下，识图是比较方便的。这是因为同类型集成电路具有规律性，在掌握了它们的共性后，可以方便地分析许多同功能不同型号的集成电路应用电路。 集成电路的方法和注意事项主要以下几点： 1.了解各引脚的作用是识图的关键了解各引脚的作用可以查阅有关集成电路应用手册。知道了各引脚作用之后，分析各引脚外电路工作原理和元器件作用就方便了。例如：知道①脚是输入引脚，那么与①脚所串联的电容是输入端耦合电路，与①脚相连的电路是输入电路。 2.了解集成电路各引脚作用的三种方法了解集成电路各引脚作用有三种方法：一是查阅有关资料;二是根据集成电路的内电路方框图分析;三是根据集成电路的应用电路中各引脚外电路特征进行分析。对第三种方法要求有比较好的电路分析基础。 3.集成电路应用电路分析步骤如下： ①直流电路分析。这一步主要是进行电源和接地引脚外电路的分析。
重庆大学本科学生课程设计任务书 课程设计题目有限元程序设计 学院资源及环境科学学院专业工程力学年级2010级 已知参数和设计要求： 1.独立完成有限元程序设计。 2.独立选择计算算例，并能通过算例判断程序的正确性。 3.独立完成程序设计报告，报告内容包括理论公式、程序框图、程序本 体、计算算例，算例结果分析、结论等。 学生应完成的工作： 1.复习掌握有限单元法的基本原理。 2.掌握弹性力学平面问题3节点三角形单元或4节点等参单元有限元方法 的计算流程，以及单元刚度矩阵、等效节点载荷、节点应变、节点应力 和高斯积分等的计算公式。 3.用Fortran语言编写弹性力学平面问题3节点三角形单元或4节点等参 单元的有限元程序。 4.在Visual Fortran 程序集成开发环境中完成有限元程序的编辑和调试 工作。 5.利用编写的有限元程序，计算算例，分析计算结果。 6.撰写课程设计报告。 目前资料收集情况（含指定参考资料）： 1.王勖成，有限单元法，北京：高等教育出版社，2002。 2.O.C. Zienkiewicz, R. L. Taylor, Finite Element Method, 5th Eition, McGraw-Hall Book Company Limited, 2000。 3.张汝清，董明，结构计算程序设计，重庆：重庆大学出版社，1988。 课程设计的工作计划： 1.第1周星期一上午：教师讲解程序设计方法，程序设计要求和任务安 排。 2.第1周星期一至星期二完成程序框图设计。 3.第1周星期三至第2周星期四完成程序设计。 4.第2周星期五完成课程设计报告。 任务下达日期 2013 年 6 月 6 日完成日期 2013 年 07 月 03 日 指导教师（签名） 学生（签名）
《数字电子技术基础》 真值表的整体分析法 教学设计 主讲人：杨聪锟 西安工业大学电子信息工程学院 所属学科：电气类 课程名称：数字电子技术基础 课程类型：专业基础课 适用对象：自动化、电子信息科学与技术、电子信息工程、通信工程等电专业四年制本科。 授课方式：课堂教学，多媒体课件（自制）与板书配合讲授。………………………………………………………………………………………… 一．教学背景 《数字电子技术基础》是一门电子技术方面入门性质的技术基础课程，它自成体系，是实践性很强的一门课程。其任务是通过对本课程的学习，使学生获得数字电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力，为进一步深入学习电子技术的某些领域以及电子技术在专业上的应用打好基础。 本课程的先修课程是《高等数学》、《大学物理》、《电路分析基础》、《模拟电子技术》，后续课程是《微机原理》、《计算机控制》等。在《模拟电子技术》中的晶体管及其放大电路和一阶RC电路的暂态分析等是本课程的基础，应在先修课中学好。 学完本课程学生应达到以下要求： （1）掌握数字电路和逻辑函数的基本概念 （2）熟练掌握门电路、触发器等数字电路基本器件的逻辑功能和电气特性（3）掌握TTL、CMOS器件的正确使用方法 （4）理解利用功能表使用中规模集成（MSI）器件进行分析和设计逻辑电路（5）了解可编程逻辑器件（PLD）的种类、特点及使用方法 （6）了解数字技术的发展方向 二．教学内容 逻辑真值表，简称真值表，是一种用来描述逻辑函数的全部真伪关系的表格。将一个现实的逻辑命题进行逻辑抽象和逻辑赋值，形成该命题的数学表达时，往往首先就会用到真值表。 【讲解要点】 1. 真值表的原理和列写规则可总结为以下三句话，即真值表的整体分析法。 ◆真值表是描述逻辑函数功能的最底层工具；
电路分析基础试题库汇编及答案一．填空题（每空1分） 1-1.所谓电路，是由电的器件相互连接而构成的电流的通路。 1-2.实现电能输送和变换的电路称为电工电路；实现信息的传输和处理的电路称为 电子电路。 1-3. 信号是消息或信息的表现形式，通常是时间的函数。 2-1.通常，把单位时间内通过导体横截面的电荷量定义为电流。 2-2.习惯上把正电荷运动方向规定为电流的方向。 2-3.单位正电荷从a点移动到b点能量的得失量定义为这两点间的电压。 2-4.电压和电流的参考方向一致，称为关联参考方向。 2-5.电压和电流的参考方向相反，称为非关联参考方向。 2-6.若P>0（正值），说明该元件消耗（或吸收）功率，该元件为负载。 2-7.若P<0（负值），说明该元件产生（或发出）功率，该元件为电源。 2-8.任一电路中，产生的功率和消耗的功率应该相等，称为功率平衡定律。 2-9.基尔霍夫电流定律（KCL）说明在集总参数电路中，在任一时刻，流出（或流出）任一节点或封闭面的各支路电流的代数和为零。 2-11.基尔霍夫电压定律（KVL）说明在集总参数电路中，在任一时刻，沿任一回路巡行一周，各元件的电压代数和为零。 2-12.用u—i平面的曲线表示其特性的二端元件称为电阻元件。 2-13.用u—q平面的曲线表示其特性的二端元件称为电容元件。 2-14.用i— 平面的曲线表示其特性的二端元件称为电感元件。 u(t)，与流过它的电流i无关的二端元件称为电压源。 2-15.端电压恒为 S i(t)，与其端电压u无关的二端元件称为电流源。 2-16.输出电流恒为 S 2-17.几个电压源串联的等效电压等于所有电压源的电压代数和。 2-18.几个同极性的电压源并联，其等效电压等于其中之一。 2-19.几个电流源并联的等效电流等于所有电流源的电流代数和。 2-20.几个同极性电流源串联，其等效电流等于其中之一。
第一题 关于电流、电流方向,下列说法正确的是( ) A.正、负电荷的移动形成电流 B.在电源外部,电流从电源的负极流向正极 C.物理学规定正电荷定向移动的方向为电流方向 D.金属导体中的电流方向与自由电子的移动方向相同 第二题 如图是小明设计的“电子水平仪”。若将水平仪放置到倾斜的平台上，由于重锤所受重力的方向总是_____ ，金属丝就会与中央有孔的金属板接触，电路接通，铃响灯亮。在该电路中，电铃与电灯是_____联的。 第三题 第四题
一只玩具猫外形如图1所示,猫体内有电池,猫手相当于一开关,向下压猫手,猫脸上的两个小电灯会一齐发光.把你设计的猫体内的电路图画在虚线框内(如图2),再按 照你设计的电路图将如图3的实物用笔画线连接起来. 第五题 “中国国家反恐小组”的拆弹专家要立即拆除恐怖分子设置的定时爆炸装置.如图所示,分别为该定时炸弹的实物图和引爆电路工作原理电路图。当起爆器有电流通过时，定时炸弹立即爆炸。请你帮助专家结合所学的知识进行分析排爆. (1)定时器(钟表)应该安装在___(选填“a”或“b”)导线上.在定时阶段,该导线是 ___(选填“通”或“开”)路,因此起爆器被_____,电流____(选填“能”或“不能”)通过引爆器,因此在定时阶段起爆器不会爆炸引爆炸弹. (2)当定时器(钟表)定时结束时b导线被_____(填“接通”或“切断”),此时电流 ___(选填“能”或“不能”通过起爆器,因此在定时结束的瞬间起爆器立即爆炸. (3)综上所述,定时器(钟表)在定时阶段相当于一个____(选填“闭合”或“断开”)的开关.为使该定时爆炸装置停止工作,应立即剪断导线___(选填“a”或“b”) 第六题
《电路分析基础》知识归纳 一、基本概念 1.电路：若干电气设备或器件按照一定方式组合起来，构成电流的通路。 2.电路功能：一是实现电能的传输、分配和转换；二是实现信号的传递与处理。 3.集总参数电路近似实际电路需满足的条件：实际电路的几何尺寸l（长度）远小于电路 。 正常工作频率所对应的电磁波的波长λ，即l 4.电流的方向：正电荷运动的方向。 5.关联参考方向：电流的参考方向与电压降的参考方向一致。 6.支路：由一个电路元件或多个电路元件串联构成电路的一个分支。 7.节点：电路中三条或三条以上支路连接点。 8.回路：电路中由若干支路构成的任一闭合路径。 9.网孔：对于平面电路而言，其内部不包含支路的回路。 10.拓扑约束：电路中所有连接在同一节点的各支路电流之间要受到基尔霍夫电流定律的约 束，任一回路的各支路（元件）电压之间要受到基尔霍夫电压定律约束，这种约束关系与电路元件的特性无关，只取决于元件的互联方式。 U（直流电压源）或是一定的时间11.理想电压源：是一个二端元件，其端电压为一恒定值 S u t，与流过它的电流（端电流）无关。 函数() S 12.理想电流源是一个二端元件，其输出电流为一恒定值 I（直流电流源）或是一定的时间 S i t，与端电压无关。 函数() S 13.激励：以电压或电流形式向电路输入的能量或信号称为激励信号，简称为激励。 14.响应：经过电路传输处理后的输出信号叫做响应信号，简称响应。 15.受控源：在电子电路中，电源的电压或电流不由其自身决定，而是受到同一电路中其它 支路的电压或电流的控制。 16.受控源的四种类型：电压控制电压源、电压控制电流源、电流控制电压源、电流控制电 流源。 17.电位：单位正电荷处在一定位置上所具有的电场能量之值。在电力工程中，通常选大地 为参考点，认为大地的电位为零。电路中某点的电位就是该点对参考点的电压。 18.单口电路：对外只有两个端钮的电路，进出这两个端钮的电流为同一电流。 19.单口电路等效：如果一个单口电路N1和另一个单口电路N2端口的伏安关系完全相同， 则这两个单口电路对端口以外的电路而言是等效的，可进行互换。 20.无源单口电路：如果一个单口电路只含有电阻，或只含受控源或电阻，则为不含独立源 单口电路。就其单口特性而言，无源单口电路可等效为一个电阻。 21.支路电流法：以电路中各支路电流为未知量，根据元件的VAR和KCL、KVL约束关系， 列写独立的KCL方程和独立的KVL方程，解出各支路电流，如果有必要，则进一步计算其他待求量。 22.节点分析法：以节点电压（各独立节点对参考节点的电压降）为变量，对每个独立节点 列写KCL方程，然后根据欧姆定律，将各支路电流用节点电压表示，联立求解方程，求得各节点电压。解出节点电压后，就可以进一步求得其他待求电压、电流、功率。23.回路分析法：以回路电流（各网孔电流）为变量，对每个网孔列写KVL方程，然后根据
电路图，是通过电路元件符号绘制的电子元件连线走向图，它详细的描绘了各个元件的连线和走向，各个引脚的说明，和一些检测数据。（元件符号是国际统一制定的） PCB图，是电路板的映射图纸，它详细描绘了电路板的走线，元件的位置等。（可以说是电路板的基本结构图） 电路原理图，它是电路结构的基本构造图，它详细的描绘了电路的大致原理，元件和信号的走向，可以说是简化了的电路连线结构图。 1 引言 电子电路要正常工作，电源必不可少，并且电源性能对电路、电子仪器和电子设备的使用寿命、使用性能等影响很大，尤其在带有感性负载的电路和设备(如电机)中，对电源的性能要求更高。在很多应用直流电机的场合中，要求为电机驱动电路提供1个其输出能从0 V开始连续可调(0～24 V)的直流电源，并且要求电源有保护功能。实际上就是要求设计一个具有足够调压范围和带负载能力的直流稳压电源电路。该电路的设计关键在于稳压电路的设计，其要求是输出电压从0 V开始连续可调；所选器件和电路必须达到在较宽范围内输出电压可调；输出电压应能够适应所带负载的启动性能。此外，电路还必须简单可靠，能够输出足够大的电流。 2 电路的设计 符合上述要求的电源电路的设计方法有很多种，比较简单的有3种： (1)晶体管串联式直流稳压电路。电路框图如图1所示，该电路中，输出电压UO经取样电路取样后得到取样电压，取样电压与基准电压进行比较得到误差电压，该误差电压对调整管的工作状态进行调整，从而使输出电压发生变化，该变化与由于供电电压UI发生变化引起的输出电压的变化正好相反，从而保证输出电压UO为恒定值(稳压值)。因输出电压要求从0 V起实现连续可调，因此要在基准电压处设计辅助电源，用于控制输出电压能够从0 V开始调节。 单纯的串联式直流稳压电源电路很简单，但增加辅助电源后，电路比较复杂，由于都采用分立元件，电路的可靠性难以保证。 (2)采用三端集成稳压器电路。如图2所示，他采用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器，输出电压调整范围较宽，设计一电压补偿电路可实现输出电压从0 V起连续可调，因要求电路具有很强的带负载能力，需设计一软启动电路以适应所带负载的启动性能。该电路所用器件较少，成本低且组装方便、可靠性高。
电路分析基础 第一章 一、 1、电路如图所示， 其中电流I 1为 答( A ) A 0.6 A B. 0.4 A C. 3.6 A D. 2.4 A 3Ω 6Ω 2、电路如图示, U ab 应为 答 ( C ) A. 0 V B. -16 V C. 0 V D. 4 V 3、电路如图所示, 若R 、U S 、I S 均大于零，, 则电路的功率情况为 答( B ) A. 电阻吸收功率, 电压源与电流源供出功率 B. 电阻与电流源吸收功率, 电压源供出功率 C. 电阻与电压源吸收功率, 电流源供出功率 D. 电阻吸收功率，供出功率无法确定
U I S 二、 1、 图示电路中, 欲使支路电压之比 U U 1 2 2=，试确定电流源I S 之值。 I S U 解： I S 由KCL 定律得： 2 23282 22U U U ++= U 248 11 = V 由KCL 定律得：04 2 2=+ +U I U S 11 60 - =S I A 或-5.46 A 2、用叠加定理求解图示电路中支路电流I ，可得：2 A 电流源单独作用时，I '=2/3A; 4 A 电流源单独作用时, I "=-2A, 则两电源共同作用时I =-4/3A 。
3、图示电路ab 端的戴维南等效电阻R o = 4 Ω；开路电压 U oc = 22 V 。 b a 2 解：U=2*1=2 I=U+3U=8A Uab=U+2*I+4=22V Ro=4Ω 第二章 一、 1、图示电路中，7 V 电压源吸收功率为 答 ( C ) A. 14 W B. -7 W C. -14 W D. 7 W 2、图示电路在t =0时开关闭合，t ≥0时u t C ()为 答 (D )
试题㈠ Ⅰ、单项选择题（每小题3分，共30分） —1、图1电路电流I 等于 (A) -2A (B) 2A (C) -4A (D) 4A 解：（1）用叠加定理作： A I 436 366 318=?++ += (2) 节点法求解：列节点方程 (6 183)61 3 1 + =+a U V U a 12=→→ A U I a 43 == (3) 网孔法求解：列网孔方程 A I 31= 918332=?+I A I 12=→ → A I I I 421=+= — 2、图2电路，电压U 等于 (A) 6V (B) 8V (C) 10V (D)16V 解：（1）节点法求解：列节点方程 解得U ＝8V (2) 电源互换等效求解(将受控电流源互换为受控电压源。注意求解量U 的位置！参看题2'图) V I U A I I I 86214610=+=→=→=- —3、图3电路，1A 电流源產生功率s P 等于 (A) 1W (B) 3W (C) 5W (D) 7W 解： U ＝1×3-3＋1×1＝1V 所以 W U P s 11=?= —4、图4电路，电阻R 等于 （A ）5Ω （B ）11Ω 题2 图 图 题2'Ω 3V 题1图 2 6526)2121(-= += +U I I U V 3题3图
（C ）15Ω （D ）20Ω 解： 30-18＝10I I=1.2A R= Ω =152 .118 —5、图5电路，电容ab C 等于 （A ）1F (B) 4F (C) 9F (D) 11F 解： F C ab 11263=++= —6、图6电路已处于稳态，t ＝0时S 闭合，则t ＝0时电容上的储能)0(C w 等于 (A) 13.5J (B) 18J 解： —7、图7电路，节点1、2、3的电位分别为,,,321U U U 则节点1的节点电位方程为 (A) 424321-=--U U U (B) 4427321-=--U U U (C) 424321=--U U U (D) 2.545.0321-=--U U U 解： S G 4115.015.05.01 11=+ ++= S G 25 .01 12-=- = S G 15.05.0113 -=+-= A I s 41 6 5.05.0111-=-+-= 所以答案A 正确。 —8、图8所示电路，其品质因数Q 等于 (A) 40 (B) 50 (C) 80 (D) 100 解：画等效电路如题解8图所示。 5题4图6Ω 图 题4'F 3F 6F 2a b 图 题59图 题6J Cu w V u u V u C C C C c 546321)0(21)0(6)0()0(696 36 )0(2 2=??=====?+=-+-Ω 1A 7pF 800H μ200H μ100题8图H 50题解8图 50 10 10 8001020012 6=??= =--R C L Q