轨道结构动力分析的傅里叶变换法
实验八 利用快速傅里叶变换(FFT)实现快速卷积(精选、)
实验八 利用FFT 实现快速卷积 一、 实验目的 （1） 通过这一实验，加深理解FFT 在实现数字滤波（或快速卷积）中的重要作用，更好的利用FFT 进行数字信号处理。 （2） 进一步掌握循环卷积和线性卷积两者之间的关系。 二、 实验原理与方法 数字滤波器根据系统的单位脉冲响应h(n)是有限长还是无限长可分为有限长单位脉冲响应（Finite Impulse Response ）系统（简记为FIR 系统）和无限长单位脉冲响应（Infinite Impulse Response ）系统（简记为IIR 系统）。 对于FIR 滤波器来说，除了可以通过数字网络来实现外，也可以通过FFT 的变换来实现。 一个信号序列x(n)通过FIR 滤波器时，其输出应该是x(n)与h(n)的卷积： ∑+∞ -∞ =-= =m m n h m x n h n x n y )()()(*)()( 或 ∑+∞ -∞ =-= =m m n x m h n x n h n y ) ()()(*)()( 当h(n)是一个有限长序列，即h(n)是FIR 滤波器，且10-≤≤N n 时 ∑-=-=1 0) ()()(N m m n x m h n y 在数字网络（见图6.1）类的FIR 滤波器中，普遍使用的横截型结构（见下图6.2 图6.1 滤波器的数字网络实现方法 图6.2 FIR 滤波器横截型结构 y(n) y(n) -1-1-1-1
应用FFT 实现数字滤波器实际上就是用FFT 来快速计算有限长度列间的线性卷积。 粗略地说，这种方法就是先将输入信号x(n)通过FFT 变换为它的频谱采样 值X(k)，然后再和FIR 滤波器的频响采样值H(k)相乘，H(k)可事先存放在存储器中，最后再将乘积H(k)X(k)通过快速傅里叶变换（简称IFFT ）还原为时域序列，即得到输出y(n)如图6.3所示。 图6.3 数字滤波器的快速傅里叶变换实现方法 现以FFT 求有限长序列间的卷积及求有限长度列与较长序列间的卷积为例来讨论FFT 的快速卷积方法。 （1） 序列)(n x 和)(n h 的列长差不多。设)(n x 的列长为1N ，)(n h 的列长为2N ，要求 )()(n x n y =N ∑-=-==1 ) ()()(*)()(N r r n h r x n h n x n h 用FFT 完成这一卷积的具体步骤如下： i. 为使两有限长序列的线性卷积可用其循环卷积代替而不发生混叠，必须选择循环卷积长度121-+≥N N N ，若采用基2-FFT 完成卷积运 算，要求m N 2=（m 为整数）。 ii. 用补零方法使)(n x ，)(n h 变成列长为N 的序列。 ?? ?-≤≤-≤≤=10 10)()(11N n N N n n x n x ?? ?-≤≤-≤≤=10 1 0)()(22N n N N n n h n h iii. 用FFT 计算)(),(n h n x 的N 点离散傅里叶变换 )()(k X n x FFT ??→? )()(k H n h FFT ??→? iv. 做)(k X 和)(k H 乘积，)()()(k H k X k Y ?= v. 用FFT 计算)(k Y 的离散傅里叶反变换得 y(n)
C语言实现FFT(快速傅里叶变换)
C语言实现FFT(快速傅里叶变换) 函数原型:空快速傅立叶变换(Struct Compx *xin，Intn) 函数函数:对输入复数组执行快速傅立叶变换(FFT)输入参数:*xin复结构组的第一个地址指针。结构输出参数:no * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *结构compx u，w，t。 nv2 =快速傅立叶变换_ N/2；nm1 =快速傅立叶变换_ N-1；(I = 0；i
傅里叶分析报告教程(完整版)
傅里叶分析之掐死教程（完整版）更新于2014.06.06 Heinrich · 6 个月前 作者：韩昊知乎：Heinrich 微博：@花生油工人知乎专栏：与时间无关的故事 谨以此文献给大连海事大学的吴楠老师，柳晓鸣老师，王新年老师以及张晶泊老师。 转载的同学请保留上面这句话，谢谢。如果还能保留文章来源就更感激不尽了。 我保证这篇文章和你以前看过的所有文章都不同，这是12年还在果壳的时候写的，但是当时没有来得及写完就出国了……于是拖了两年，嗯，我是拖延症患者…… 这篇文章的核心思想就是： 要让读者在不看任何数学公式的情况下理解傅里叶分析。 傅里叶分析不仅仅是一个数学工具，更是一种可以彻底颠覆一个人以前世界观的思维模式。但不幸的是，傅里叶分析的公式看起来太复杂了，所以很多大一新生
上来就懵圈并从此对它深恶痛绝。老实说，这么有意思的东西居然成了大学里的杀手课程，不得不归咎于编教材的人实在是太严肃了。（您把教材写得好玩一点会死吗？会死吗？）所以我一直想写一个有意思的文章来解释傅里叶分析，有可能的话高中生都能看懂的那种。所以，不管读到这里的您从事何种工作，我保证您都能看懂，并且一定将体会到通过傅里叶分析看到世界另一个样子时的快感。至于对于已经有一定基础的朋友，也希望不要看到会的地方就急忙往后翻，仔细读一定会有新的发现。 ——————————————以上是定场诗—————————————— 下面进入正题： 抱歉，还是要啰嗦一句：其实学习本来就不是易事，我写这篇文章的初衷也是希望大家学习起来更加轻松，充满乐趣。但是千万！千万不要把这篇文章收藏起来，或是存下地址，心里想着：以后有时间再看。这样的例子太多了，也许几年后你都没有再打开这个页面。无论如何，耐下心，读下去。这篇文章要比读课本要轻松、开心得多…… p.s.本文无论是cos还是sin，都统一用“正弦波”（Sine Wave）一词来代表简谐波。 一、什么是频域 从我们出生，我们看到的世界都以时间贯穿，股票的走势、人的身高、汽车的轨迹都会随着时间发生改变。这种以时间作为参照来观察动态世界的方法我们称其为时域分析。而我们也想当然的认为，世间万物都在随着时间不停的改变，并且永远不会静止下来。但如果我告诉你，用另一种方法来观察世界的话，你会发现世界是永恒不变的，你会不会觉得我疯了？我没有疯，这个静止的世界就叫做频域。 先举一个公式上并非很恰当，但意义上再贴切不过的例子： 在你的理解中，一段音乐是什么呢？
城市轨道交通成本构成分析
城市轨道交通成本构成分析 摘要: 现今，城市轨道交通以其安全舒适、快捷高效、节能环保等优点，成为解决城市交通拥挤问题最有效的途径之一．但是轨道交通项目成本造价高，运营维护费用贵，以及运行带来的诸如噪声污染与电磁干扰等社会问题，成为制约轨道交通健康发展的“瓶颈”．本文以北京市地铁 4 号线为例，系统地分析研究了城市轨道交通的内部成本和外部成本．依据价值链理论，把内部成本细化为前期规划设计成本、建设成本和运营成本; 把外部成本分为空气污染、交通事故和噪声污染三个方面，并且将外部成本定量化．该研究有助于准确计算出城市轨道交通的总成本，为政府制定票价提供依据; 同时使城市轨道交通满足经济资源、社会资源和环境资源的可持续发展． 关键词: 城市交通; 外部成本; 价值链; 城市轨道交通; 内部成本; 外部性 1 引言 目前国际轨道交通有地铁、轻轨、市郊铁路、有轨电车以及悬浮列车等多种类型，号称“城市交通的主动脉”．如今仍存在一些问题．如何降低城市轨道交通的建设和运营等内部成本，同时最大限度地减少轨道交通运行带来的噪声污染、环境污染和交通事故损失等外部成本，对于城市轨道交通的持续发展具有重要意义． 本文将外部成本作为轨道交通总成本中不可忽视的一部分．对轨道交通的内部成本和外部成本进行系统、有效地分析和研究，以此来达到降低成本、提高效益的目的．一方面推动城市轨道交通成本理论的发展，有助于准确计算出城市轨道交通的总成本，为政府制定票价提供依据; 同时使城市轨道交通既能保证其为经济发展提供服务，又能满足一定的环保要求，从而促使经济资源、社会资源和环境资源的可持续发展． 2 理论基础 2．1 作业链及价值链 现代企业实质上是为满足顾客需要而设计的作业集合体，因为从产品设计到产品销售过程的整个生产经营过程，都是由一系列前后有序的作业构成，这些作业由此及彼、由内到外相连接，就形成了一条“作业链”．价值沿作业链在各作业之间转移，就构成了一条“价值链”．卡普兰教授等学者认为，立足于产品销售到顾客的环节来看，能够产生和增加顾客价值的作业是需要大力加强的有效作业，不增加价值的作业是维持作业或无效作业．价值链需要不断地优化组合，努力减少各环节的无效作业，使之逼近于零; 在各环节有效作业中，提高其产出比例．本文关于城市轨道交通内部成本的划分是基于价值链原理． 2．2 外部性及内部化 在西方经济学中，外部性是指一个生产者或消费者的生产或消费活动对其他生产者或消费者所附带产生的成本或效益的情况．外部性是一种经济主体的经济活动对于另一种经济主体的经济活动的非市场性的影响，它不以市场为媒介，也无法通过市场的价格机制反映出来，难以通过市场机制加以解决．在市场经济条件下，外部性的存在不利于社会资源的有效配置．因此，需要将外部和内部的相关机制介入经济领域，使外部性内部化，从而使私人成本与社会成本相同．由此，外部性的内部化过程就是外部性矫正的过程． 2．3 内部成本构成 按照价值链理论，本文把城市轨道交通的内部成本分为三部分: 一是前期规划设计成本; 二是建设成本; 三是运营成本． ( 1) 前期规划设计成本． 前期规划设计成本包括前期策划费用、项目建议书阶段费用、可行性研究费用及勘察设计费用．在前期规划阶段，决策者要确定许多决定项目建设投资和运营成本的主要内容．因此，前期规划阶段对项目投资和运营成本控制至关重要．
快速傅里叶变换FFT的FPGA设计与实现--电科1704 郭衡
快速傅里叶变换FFT的FPGA设计与实现 学生姓名郭衡 班级电科1704 学号17419002064 指导教师谭会生 成绩 2020年5 月20 日
快速傅里叶变换FFT 的设计与实现 一、研究项目概述 非周期性连续时间信号x(t)的傅里叶变换可以表示为：= )(?X dt t j e t x ? ∞ ∞ --1 )(?，式中计算出来的是信号x(t)的连续频谱。但是，在实际的控制系统中能够式中计算出来的是信号x(t)的连续频谱。但是，在实际的控制系统中能够算信号x(t)的频谱。 有限长离散信号x(n)，n=0，1，…，N-1的DFT 定义为： ∑-=-=-==1 02,1.....10)()(N n N j N kn N e W N k W n x K X π、、。 可以看出，DFT 需要计算大约N2次乘法和N2次加法。当N 较大时，这个计算量是很大的。利用WN 的对称性和周期性，将N 点DFT 分解为两个N ／2点的DFT ，这样两个N ／2点DFT 总的计算量只是原来的一半，即(N ／2)2+(N ／2)2=N2／2，这样可以继续分解下去，将N ／2再分解为N ／4点DFT 等。对于N=2m 点的DFT 都可以分解为2点的DFT ，这样其计算量可以减少为(N ／2)log2N 次乘法和Nlog2N 次加法。图1为FFT 与DFT-所需运算量与计算点数的关系曲线。由图可以明显看出FFT 算法的优越性。 图1 FFT 与DFT 所需乘法次数比 较
X[1] 将x(n)分解为偶数与奇数的两个序列之和，即x(n)=x1(n)+x2(n)。 x1(n)和x2(n)的长度都是N ／2，x1(n)是偶数序列，x2(n)是奇数序列，则 ∑∑=--=-=+2 )12(120 2)1.....,0()(2)(1)(N n k n N N n km N N k W n x W n x K X 所以)1...,0()(2)(1)(12 22120 -=+=∑∑-=-=N k W n x W W n x K X N n km N k N km N N n 由于km N N j km N j km N W e e W 2/2 /2222===--ππ ，则 )1.....,0)((2)(1)(2)(1)(12 2/120 2/-=+=+=∑∑-=-=N k k X W k X W n x W W n x K X k N N n km N k N N n kn N 其中X1(k)和X2(k)分别为x1(n)和x2(n)的N ／2点DFT 。由于X1(k)和X2(k)均以N ／2为周期，且WNk+N/2=-WNk ，所以X(k)又可表示为： )12/....,1,0)((2)(1)(-=+=N k k X W k X K X k N )12/....,1,0)((2)(1)2/(-=-=+N k k X W k X N K X k N
城市轨道交通地下结构性能演化与感控基础理论2011CB013800-G
项目名称：城市轨道交通地下结构性能演化与感控 基础理论 首席科学家：朱合华同济大学 起止年限：2011.11-2016.8 依托部门：教育部上海市科委
一、关键科学问题及研究内容 2.1 关键科学问题的提出 随着我国大量的城市轨道交通建成并投入使用，其结构健康服役的重要性日渐突出。城市轨道交通地下结构设计寿命为100年，在此期间由于结构性能劣化、服役环境变化、低频循环振动等内外因素共同作用下，城市轨道交通地下结构受力状态会发生变化，性能逐步退化，加之我国轨道交通建设速度迅猛，结构施工质量难免存在一定程度的缺陷，且结构损坏后不易或不可更换，给轨道交通地下结构健康服役状态的判断和预知控制带来了极大困难，亟需开展系统的基础研究。 城市轨道交通地下结构处于固—液—气耦合作用的赋存环境下，加上轨道交通低频周期动载作用下的疲劳效应、复杂渗流边界与循环振动荷载的累加效应、临近施工和运营扰动、结构自身的初始损伤和缺陷等多种内外因素共同作用下结构性能不断劣化，受力体系易出现薄弱环节，其演化过程高度非线性、性能演化机理难清，因而第一个科学问题是动态时空环境效应下的地下结构性能演化机理，研究内容为城市轨道交通地下结构材料施工期和服役期性能演化机理、初始损伤和缺陷状态下结构性能演变规律、结构的病害形成机理。 城市轨道交通地下结构为超长线状地下结构，在服役过程中受各种因素的影响逐渐出现病害，其结构性能随之不断劣化，健康状态极其难知。为满足结构长期健康服役的需求，在揭示其受力与变形演化历史及现状的基础上，需要采用经济、高效的监测方法，全覆盖智能感知超长地下结构性能，研究结构在单一、多种病害组合状态下的响应机理，确定结构性能对各种环境因素的敏感性与发展趋势，达到定量化预知结构未来力学行为及其服役性能的目的，因而第二个科学问题是超长线状地下结构的状态智慧感知与评估理论，研究内容为结构状态智慧感知、结构服役性能评估指标体系与标准、健康诊断理论、缺陷状态下服役性能的预知、局部损伤结构服役可靠度的退化机理与干预机制。 在以上两个关键科学问题研究的基础上，根据城市轨道交通地下结构服役特点，针对地下水赋存环境下的结构性能所处的不同状态开展结构智能自修复与自适应加固理论研究，建立健康服役机制和保障体系，变被动获取结构健康状态为主动控制服役性能，以解决地下结构损坏后极其难修的问题，因而第三个科学问题是地下水环境下的结构自修复机制与自适应控制理论，研究内容为适合于城市轨道交通环境特点的地下结构智能自修复基础理论、设计方法与服役性能多尺度分析方法及基于性能退化的自适应加固理论，结构健康服役智能服务机制和数字化保障体系。 2.2 关键科学问题的内涵
[城市轨道,交通,系统分析,其他论文文档]城市轨道交通系统分析
城市轨道交通系统分析 摘要: 首先阐述城市轨道系统的基本概念, 包括系统的要素构成、基本功能、狭义与广 义环境、层次结构等, 并分析城市轨道交通系统的地位与作用, 指出它是城市综合交通系统的核心子系统, 对城市土地的利用和城市形态的演化有着重要的反作用; 其次探讨城市轨道交通系统的基本特性, 包括交通特性、经济特性与社会特性等, 这些特性(特别是经济特性和社会特性) 决定着城市轨道交通系统的管理体制与其经营管理的特殊性; 最后提出城市轨道交通系统的产品概念及其管理的主要内容 , 并初步分析其管理体制与经营管理特点。 关键词: 城市轨道交通; 系统分析; 系统管理 城市轨道交通系统的基本要素包括: (1) 设备。可城市轨道交通系统的环境。狭义地讲, 是指在城市分为两类。一类是固定设施, 如线路、车站、车辆段、环综合交通系统中城市轨道交通子系统与其它交通子系境系统、指挥控制系统(信号、联锁、闭塞系统) 等; 另 一统的相互关系, 包括其在整个系统中的地位以及与其类是移动设施, 如动车组、自动停车装置等。系统为它交通方式的竞争与协作关系。广义地讲, 则是指整个 图1 城市轨道交通系统及其环境 业区的分布、文化娱乐业的分布等。他们是交通需求之“ 源”, 决定着城市人口出行需 求的强度大小与空间分布, 对城市轨道交通系统的网络分布与运输能力提出相应的要求。 城市轨道交通系统的层次结构。就目前城市轨道交通系统的技术发展水平而言, 包含市郊铁路、地下铁道、轻轨交通、有轨电车、高架导轨电车等几种方式。根据其运能大小, 大致可划分为三个层次: 一是大容量的轨道交通方式, 主要是地下铁道和市郊铁路, 适合于市中心区和市郊有大密度客流的地区与方向; 二是中等容量的轨道交通方式, 主要是指轻轨交通, 适合于市郊间、市区次中心之间, 甚至市区(主要是中、小城市) 等有相当客 流量的方向与地区; 三是低容量的轨道交通方式, 主要是指传统的有轨电车和单轨系统等, 适应于较小运量的地区或方向。上述三个层次与常规公交汽、电车互相有机配合, 可高效、快速地完成城市人口的出行需求。 2 城市轨道交通系统的地位与作用 如图2 所示, 从系统的层次性分析, 城市社会经济大系统、城市综合交通系统和城市轨道交通子系统三者之间是递阶包涵的关系。 首先, 城市是相对于乡村的社会、经济大系统, 从某种意义讲, 其本质是时间和空间上的高效率与高效益, 城市必须保持充分的活力和相当的发展空间。 实践证明, 一个城市要做到这一点必须有一个高效率的城市综合交通系统作支撑。这是因为城市交通系统是城市社会、经济大系统中的一个重要子系统。一方面城市土地利用与开发提出相应的交通需求, 需要一个高效的城市交通系统来支持; 另一方面, 城市交通系统
城市轨道交通系统的构成
第五章城市轨道交通系统的构成 轨道交通系统由一系列相关设施组成，这些设施包括车站、线路、列车、控制以及通信信号系统等；它们的协同工作是为用户提供满意服务的保证。下面分别介绍这些设备。 第一节线路 、基本概念 （一）正线 正线是指供载客列车运行的线路，包括区间正线、支线、车站正线及站线。 市轨道交通正线是独立远行的线路，一般按双线设计，采用右侧行车制。大多数线路为全封闭.与其他交通线路相交处，一般采用立体交叉。在特殊条件下（如运营初期），两条线路或交通方式的运量均较小时，经过计算.通过能力满足要求，也可考虑米用平面交叉。 城市轨道交通车站是旅客乘降的场所，一般应设置在客流量大的集散点以及与其他线路交会的地方，车站间的距离要根据实际需要确定。一般地，在市区车站间距应在1左右，在郊区不宜大2m （二）辅助线 辅助线为空载列车提供折返、停放、检查、转线及出入段作业所需的线路。它包括折返线、临时停车线、渡线、车辆段出入线、联络线等。 （1）折返线城市轨道交通线路一般都比较长，全线的客流分布可能会不太均 匀，这时可组 织区段运行。区段运营是指列车根据运行交路的要求，在端点站与中间车站或中间站与中间站之间进行列车折返。因此，在这些提供折返作业的中间站上，需要为列车设置折返线。折返线的型式匝能满足折返能力的要求。 （2）临时停车线及渡线城市轨道交通线路由十运输量大，列车远行间隔一般 较密。在运营过程中，在 线运营列车可能会发生故障。为不影响后续列车运行，设计上应能使故障列车及时退出运营正线。一般说来，在轨道交通线路沿线每隔3?5个车站的站瑞应加设渡线或车辆停放线。渡线的作用是使离开车辆段的故障列车能及时调头返回车辆段，停车线的作用则是临时停放事
(完整版)傅里叶变换分析
第一章 信号与系统的基本概念 1．信号、信息与消息的差别？ 信号：随时间变化的物理量； 消息：待传送的一种以收发双方事先约定的方式组成的符号，如语言、文字、图像、数据等 信息：所接收到的未知内容的消息，即传输的信号是带有信息的。 2．什么是奇异信号？ 函数本身有不连续点或其导数或积分有不连续点的这类函数统称为奇异信号或奇异函数。例如： 单边指数信号 （在t =0点时，不连续）， 单边正弦信号 （在t =0时的一阶导函数不连续）。 较为重要的两种奇异信号是单位冲激信号δ(t )和单位阶跃信号u(t )。 3．单位冲激信号的物理意义及其取样性质？ 冲激信号：它是一种奇异函数，可以由一些常规函数的广义极限而得到。 它表达的是一类幅度很强，但作用时间很短的物理现象。其重要特性是筛选性，即： ()()()(0)(0)t x t dt t x dt x δδ∞ ∞ -∞ -∞ ==? ? 4．什么是单位阶跃信号？ 单位阶跃信号也是一类奇异信号，定义为： 10()00t u t t >?=?
12()()()x t ax t bx t =+，其中a 和b 是任意常数时， 输出信号()y t 是1()y t 和2()y t 的线性叠加，即：12()()()y t ay t by t =+； 且当输入信号()x t 出现延时，即输入信号是0()x t t -时， 输出信号也产生同样的延时，即输出信号是0()y t t -。 其中，如果当12()()()x t x t x t =+时，12()()()y t y t y t =+，则称系统具有叠加性； 如果当1()()x t ax t =时，1()()y t ay t =则称系统具有均匀性。 线性时不变系统是最基本的一类系统，是研究复杂系统，如非线性、时变系统的基础。 6．线性时不变系统的意义与应用？ 线性时不变系统是我们本课程分析和研究的主要对象，对线性时不变性进行推广，可以得到线性时不变系统具有微分与积分性质，假设系统的输入与输出信号分别为()x t 和()y t ，则 当输入信号为 ()dx t dt 时，输出信号则为() dy t dt ； 或者当输入信号为()t x d ττ-∞ ?时，输出信号则为()t y d ττ-∞ ?。 另外，线性时不变系统对信号的处理作用可以用冲激响应（或单位脉冲响应）、系统函数或频率响应进行描述。而且多个系统可以以不同的方式进行连接，基本的连接方式为：级联和并联。 假设两个线性时不变系统的冲激响应分别为：1()h t 和2()h t ， 当两个系统级联后，整个系统的冲激响应为：12()()*()h t h t h t =； 当两个系统并联后，整个系统的冲激响应为：12()()()h t h t h t =+； 当0t <时，若()0h t =， 则此系统为因果系统； 若|()|h t dt ∞ -∞<∞?， 则此系统为稳定系统。 第二章 连续时间系统的时域分析 1．如何获得系统的数学模型？ 数学模型是实际系统分析的一种重要手段，广泛应用于各种类型系统的分析和控制之中。 不同的系统，其数学模型可能具有不同的形式和特点。对于线性时不变系统，其数学模型
C语言实现FFT(快速傅里叶变换)
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城市轨道概论答案解析69788
绪论 1.城市轨道交通发展的必要性有那些？ 答：城市化进程加速,机动车数量增加迅猛。带来了如何缓解城市交通拥堵、减少环境污染、解决能源危机等一系列问题。城市轨道交通因其快速、安全、舒适、节能等特点,已经成为大城市解决交通拥堵的首选方。 2.城市轨道交通所涉及的专业有那些？ 答：城市轨道交通是一个多专业多工种配合工作、围绕安全行车这一中心而组成的有序联动、时效性极强的系统。各有关专业如隧道、线路、供电、车辆、通信、信号、车站机电设备及消防等。 单元一 一、判断题 1. 老式有轨电车由于其性能差,已经在全世界围被彻底淘汰。(×) 2. 世界上第一条地下铁道于1836 年诞生在英国伦敦。(×) 3. 地铁首次采用电力牵引是从1890 年开始。(√) 4. 有轨电车是介于轻轨交通与地铁交通之间的轨道交通系统。(×) 5. 人们常说的地铁是由传统的有轨电车发展而来的。(×) 6. 轻轨交通与地铁交通的主要区别在于地铁运行于地下专用隧道,轻轨运行在高架上。(×) 7. 单轨交通与我们常见的汽车类似,由司机控制前进方向。(×) 8. 世界上通车里程最多的城市是纽约。(√) 9. 世界上最繁忙的地铁是地铁、经济效益最好的地铁是地铁。 (×) 10.我国通车里程最多的城市是。(√) 二、填空题 1. 世界上第一条地铁在1863年建于英国伦敦。世界上第一辆有轨电车1881年在德国柏林工业博览会期间展示。世界上第一个投入商业运行的有轨电车系统是1888年美国弗吉尼亚州的里磁门德市。 2. 我国第一条地铁建于1969年。地铁1 号线于1995年建成通车向社会开放。 3. 单轨通常区分为跨坐式和悬挂式两种。 4. 狭义上的城市轨道交通特指地铁、轻轨和单轨(独轨)。 5. 磁浮列车是依靠磁悬浮技术将列车悬浮起来并利用直线电机驱动列车行驶的交通工具,它分为常速、中速、高速和超高速等几种形式。 三、问答题 1、城市轨道交通系统的定义 答：指采用轨道进行承重和导向的车辆运输系统,设置全封闭或部分封闭的专用轨道线路,具有车辆、线路、信号、车站、供电、控制中心和服务等设施,车辆以列车或单车形式,运送相当规模客流量的城市公共交通方式。 2、城市轨道交通按技术经济特征来分有那些基本形式？ 答：主要有有轨电车、地铁、轻轨、单轨(独轨)、磁浮、自动导向交通系统和市域快速轨道系统等,尤其是以地铁和轻轨为主。 3、地铁的优缺点有那些？ 答：优点：具有运量大、速度快、安全、准时、舒适、节约城市土地资源等； 缺点：建设费用比较高,建设周期长,见效慢。一旦发生火灾或其他自然灾害,乘客疏散比较
傅里叶变换
1.课题综述 第一章中我们主要学习了信号、测试、测控、信号分析处理的概念、测试技术的应用情况、测试技术的发展动态及主要信号测试仪器生产厂商。信号是指那些代表一定意义的现象，比如声音、动作、旗语、标志、光线等，它们可以用来传递人们想表达的事情。从广泛意义上来说，信号是指事物运动变化的表现形式，它代表事物运动变化的特征。信号采集测量系统由传感器、中间变换装置和显示记录装置三部分组成，如今传感器技术越来越趋向于新型化和智能化。在工程领域，科学实验、产品开发、生产监督、质量控制等，都离不开测试技术。测试技术应用涉及到航天、机械、电力、石化和海洋运输等每一个工程领域。 第二章我们主要学习了信号分类方法、信号时域波形分析方法、信号时差域相关分析方法、信号频域频谱分析方法及其它信号分析方法。首先学习了信号的分类，其主要是依据信号波形特征来划分的，从信号描述上分可分为确定性信号与非确定性信号；从信号的幅值和能量上分可分为能量信号与功率信号；从分析域上分可分为时域与频域；从连续性上分可分为连续时间信号与离散时间信号；从可实现性上分可分为物理可实现信号与物理不可实现信号。 信号的时域波形分析，信号的时域波形分析是最常用的信号分析手段，用示波器、万用表等普通仪器直接显示信号波形，读取特征参数。可以求得信号的均值、均方值、方差以及概率密度函数等参数。信号的时差域相关分析，用相关函数来描述与时间有关的变量τ、x(t)和y(t)，三者之间的函数关系，相关函数表征了x、y之间的关联程度。信号频域分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f)，频域分析能明确揭示信号的频率组成和各频率分量大小。 第三章我们主要学习了传感器的分类、常用传感器测量原理及传感器测量电路。传感器是借助检测元件将一种形式的信息转换成另一种信息的装置。传感器由敏感器件与辅助器件组成。敏感器件的作用是感受被测物理量，并对信号进行转换输出。辅助器件则是对敏感器件输出的电信号进行放大、阻抗匹配，以便于后续仪表接入。主要有电阻式、电容式、电感式、磁电式、压电式传感器，磁敏、热敏和气敏元件传感器，以及超声波、光电及半导体敏感元件传感器，光纤传感器等。 第四章我们主要学习了自动化工程机械分类、工程机械控制器及发展趋势、
城市轨道交通结构分析
城市轨道交通结构分析 摘要:城市轨道交通已经成为现代化城市的主要交通工具之一,它的迅速发展不仅缓解了城市交通拥挤的情况,同时也是城市更加环保,为城市的可持续发展起到了推动作用。确立以轨道交通为重点的交通运输发展战略,是象我国这样的发展中国家城市交通发展的理性选择。 关键词:城市轨道交通结构分析城市经济发展 随着世界经济和科学技术的不断发展,轨道交通在投资、建设、运营和管理等方面不断发展并走向成熟和完善。近几年中国城市轨道交通发展迅速。中国城市规划建设的轨道交通网络总里程已达5000公里,总投资估算将超过8000亿元。随着城市化的快速推进,作为中国城市公共交通网络重要组成部分的城市轨道交通网络建设也在快速发展。中国已有北京、上海、广州、深圳等10个城市拥有已建成的轨道交通线路,全国规划建设轨道交通网络的城市则已有25个。 1 现有城市轨道交通系统的结构 现在城市轨道交通系统的结构已较为完善,在公共交通中的主导作用日益显著。其主要交通工具包括地下铁道、轻轨、高架独轨、市郊铁路、新交通系统、有轨电车、索道缆车等。 1.1 地下铁道 地下铁道是城市快速轨道的先驱,1863 年至今已有127 个城市有了地铁。许多大城市的地铁长度都在100 km 以上,其中纽约、伦敦的地铁总长近400 km 。地下铁道在城市公共交通中发挥着巨大的作用,为大城市居民出行提供了最便捷的交通工具。 1.2 轻轨交通 轻轨交通是在有轨电车的基础上发展起来的,但它与原来的轻轨电车已有了质的区别,已成为一种崭新的交通工具。“有轨电车—汽车—轻轨交通”的发展正是一个否定之否定的螺旋式上升过程。由于轻轨交通的造价仅为地铁的1/3 , 既能较好地满足大城市的运量要求,又能在大城市与卫星城镇之间建立起便捷的联系,因此,轻轨交通在城市交通中的作用越来越大,欧洲不少城市都在贯穿市区与卫星城镇的交通干线上采用了新型的轻轨交通。 1.3 高架独轨 高架独轨可分为悬挂型和跨座型两种,具有运量大(可达1～2 万人次/h) 、走
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#include 城市轨道交通噪声问题的分析和研究 09253045 王益男 城市轨道交通噪声问题的分析和研究 摘要：随着国民经济的发展，城市轨道交通在我国交通运输业中所占的比重也越来越大，而其带来许多方便的同时，也给我们带来了许多问题，例如噪声问题就是值得我们深入研究和解决的，解决噪声问题需要从它产生的根源和传播途径，利用声学原理和现代交通专业相结合，达到解决问题的目的。 关键词：城市轨道交通、环境噪声、声学系统 一、序言 随着我国国民经济的持续、快速发展，城市规模不断扩大，城市化进程逐步加快，城市人口急剧增加，流动人口也大量涌进城市，使城市交通面临着严峻的形势。目前，我国有百万人口以上城市174座，其中超过两百万的城市33座。现代城市亟需有一个与其现代化生活相适应的，多层次、立体化、智能化的现代交通体系，要形成与城市发展布局高度协调的综合交通格局。由于轨道交通具有运量大、低污染、准时快捷等优点，能有效发挥城市交通和市际交通的整体效益，促使土地的有效开发利用，成为我国城市交通体系。 发展的重点。城市道路交通噪声已经困扰我们很长时间了，但也正是由于它出现的比较早，而且情况比较普遍，现在出现的治理方法有很多很多种，而我要研究的是随着交通运输业的迅猛发展而带来的一种不同于道路交通的噪声，即轨道交通噪声。现在道路交通状况容纳量已经接近饱和，在我国大城市内像北京上海这样的城市，道路交通问题层出不穷。根据国内外的经验，发展城市轨道交通就成为解决这一问题的很好出路，而且作为国家基础设施建设的一部分，．必将积极推动国民经济增长，并产生巨大的经济和社会效益。随着城市轨道交通从地下走向地面，轨道交通的振动和噪声污染日益成为影响城市环境的突出因素，这在一定程度上制约着城市轨道交通的可持续发展，同时也对居民的出行生活造成了很大的不利影响。 二、问题现状 首先我们来看现在存在的轨道交通噪声现状。城市轨道交通现在的确带给城市和居民极大方便,但是也不可避免地给环境造成诸如噪声、。振动、电磁辐射、景观等方面的负面影响。由于城市轨道交通都运行在人口稠密地区，轨道交通产生的振动和噪声对环境的影响尤为突出。大量研究结果表明，地下铁路的环境问题主要是振动干扰，而轻轨交通的环境影响集中反映在噪声问题上。根据北京市环保局2006年8月至2007年8月27日期间噪声投诉统计显示，，共有5l件投诉记录。其中针对5号线投诉共29件针对13号线投诉共11件，八通线投诉9件，针对2号线投诉1件。这在一定程度上制约着城市轨道交通的发展。 针对城市轨道交通噪声问题，我国政府也给出了相应的对策，从降低行车速度到使用降噪零部件，我国政府都作出了相应的努力。发展城市轨道交通是必然的，但同时也要注意解决其带来的噪声问题。引起城市轨道交通噪声的原因是多方面的，因此，对其控制措施也是多方面的。城市轨道交通噪声防治是一个综合性的系统工程，降低城市轨道交通系统的噪声应当从两个方面考虑，即控制噪声源和噪声的传播途径。首先应当考虑降低噪声源，分清哪些因素是产生噪声的主要来源，针对各种不同的噪声源分析其有效的控制措施。在对噪声源的控制已经达到极限的情况下，则需考虑控制噪声的传播途径，来减少噪声对沿线居民的干扰。，如何采取有效的减振降噪措施已经成为国内外城市轨道交通设计研究的热点问题之一。目前，国内已经开始对轨道交通噪声机理与控制的某些方面进行研究，而国外对轨道交通噪声的研究中涉及到诸如噪声源的定位、声屏障的计算、地面结构的振动、轮轨的优化设计等多个方面。世界各国都在设法采取有效的措施改善轨道结构，或开发全新轨道结构，以减小由于轮轨作用带来的噪声和振动危害。如瑞士采用弹性短轨枕轨道(又称低振动轨道)来降低轨道噪声，美国、英国、德国、法国、意大利和日本等国采用这种方法，轨道总延长达数百 实验二 用快速傅里叶变换对信号进行频谱分析 一、实验目的 1．理解离散傅里叶变换的意义； 2．掌握时域采样率的确定方法； 3．掌握频域采样点数的确定方法； 4．掌握离散频率与模拟频率之间的关系； 5．掌握离散傅里叶变换进行频谱分析时，各参数的影响。 二、实验原理 序列的傅里叶变换结果为序列的频率响应，但是序列的傅里叶变换是频率的连续函数，而且在采用计算机计算时，序列的长度不能无限长，为了便于计算机处理，作如下要求：序列x (n )为有限长，n 从0～N －1，再对频率ω在0～2π范围内等间隔采样，采样点数为N ，采样间隔为2π/N 。第k 个采样点对应的频率值为2πk /N 。可得离散傅里叶变换及其逆变换的定义为 ∑-=-=1 02)()(N n n N k j e n x k X π (1) ∑-==1 02)(1)(N k k N n j e k X N n x π (2) 如果把一个有限长序列看作是周期序列的一个周期，则离散傅里叶变换就是傅里叶级数。离散傅里叶变换也是周期的，周期为N 。 数字频率与模拟频率之间的关系为 s f f /2πω=，即s s T f f πωπω22== (3) 则第k 个频率点对应的模拟频率为 N kf NT k T N k f s s s k ==?=ππ212 (4) 在用快速傅里叶变换进行频谱分析时，要确定两个重要参数：采样率和频域采样点数，采样率可按奈奎斯特采样定理来确定，采样点数可根据序列长度或频率分辨率△f 来确定 f N f s ?≤，则f f N s ?≥ (5) 用快速傅里叶变换分析连续信号的频谱其步骤可总结如下： （1）根据信号的最高频率，按照采样定理的要求确定合适的采样频率f s ； （2）根据频谱分辨率的要求确定频域采样点数N ，如没有明确要求频率分辨率，则根据实际需要确定频率分辨率； （3）进行N 点的快速傅里叶变换，最好将纵坐标根据帕塞瓦尔关系式用功率来表示， 实验二、应用快速傅里叶变换对信号进行频谱分析 一、 实验目的 1、 加深对DFT 算法原理和基本性质的理解，熟悉FFT 算法原理。 2、 掌握应用FFT 对信号进行频谱分析的方法。 3、 通过本实验进一步掌握频域采样定理。 4、 了解应用FFT 进行信号频谱分析过程中可能出现的问题，以便在实际中 正确应用FFT 。 二、 实验原理 1、 一个连续时间信号()a x t 的频谱可以用它的傅里叶变换表示为： ()()j t a a X j x t e dt +∞ -Ω-∞ Ω=? 如果对信号进行理想采样，得： ()()a x n x nT =， 其中，T 为采样周期。对()x n 进行Z 变换，得： ()()n n X Z x n z +∞ -=-∞ = ∑ 当jwt z e -=时，我们便得到序列傅氏变换SFT ： ()()jw jwn n X e x n e +∞ -=-∞ = ∑ 其中w 称为数字角频率：/s w T F =Ω=Ω。 2、12()[()]jw a m w m X e X j T T T π+∞=-∞=-∑，序列的频谱是 原模拟信号频谱的周期延拓，这样，可以通过分析序列的频谱，得到相应连续信号的频谱。 3、离散傅里叶变换（DFT ）能更好的反映序列的频域特性。 当序列()x n 的长度为N 时，它的离散傅氏变换为： 1 0()[()]()N kn N n X k DFT X n x n W -===∑ 它的反变换为： 10 1()[()]()N kn N n x n IDFT X k X k W N --===∑ 比较Z 变换式和DFT 式，令k N z W -=，则 10 ()|()[()]k N N kn N z W n X z x n W DFT X n --====∑ 因此有 ()()|k N z W X k X z -== 即k N W -是z 平面单位圆上幅角为2/w k N π=的点，也即是将单位圆 N 等分后的第k 点。所以()X k 是()x n 的Z 变换在单位圆上的 等距采样，或者说是序列傅氏变换的等距采样。 三、 如何提高估计精度 增大做FFT 运算的点数 四、 幅频特性曲线及结果分析城市轨道交通噪声问题的分析和研究
用快速傅里叶变换对信号进行频谱分析
实验应用快速傅里叶变换对信号进行频谱分析