第二次实验

快速成型制造实验

一实验目的

1. 理解快速成型制造工艺原理和特点；

2. 了解快速成型制造过程与传统的材料去除加工工艺过程的区别；

3. 推广该项技术的普及和应用。

二实验要求

1. 利用计算机对原形件进行切片，生成STL文件，并将STL文件送入FDM快速成型系统；对模型制作分层切片；生成数据文件；

2. 快速成型机按计算机提供的数据逐层堆积，直至原形件制作完成；

3. 观察快速成型机的工作过程，分析产生加工误差的原因。

三实验主要仪器设备

FDM快速成型系统

四实验原理

实验原理：

该工艺以ABS材料为原材料，在其熔融温度下靠自身的粘接性逐层堆积成形。在该工艺中，材料连续地从喷嘴挤出，零件是由丝状材料的受控积聚逐步堆积成形。该工艺示意图如下：

图1 快速成型原理

这样就将一个物理实体复杂的三维加工转变成一系列二维层片的加工，因此大大降低

了加工难度。由于不需要专用的刀具和夹具，使得成形过程的难度与待成形的物理实体的复杂程度无关，而且越复杂的零件越能体现此工艺的优势。

主要技术指标：

最大成品尺寸：254×254×406mm

精确度：±0.127mm

原料：ABS

阔度0.254 — 2.54mm

厚度0.05 —0.762mm

快速原型技术的基本工作过程

快速成形技术是由CAD模型直接驱动的快速制造复杂形状三维物理实体技术的总称。其基本过程是：

1.首先设计出所需零件的计算机三维模型，并按照通用的格式存储(STL文件)；

2.跟据工艺要求选择成形方向(Z方向)，然后按照一定的规则将该模型离散为一系列有序的单元，通常将其按一定厚度进行离散(习惯称为分层)，把原来的三维CAD模型变成一系列的层片(CLI文件)；

3.再根据每个层片的轮廓信息,输入加工参数，自动生成控制代码；

4.最后由成形机成形一系列层片并自动将它们联接起来，得到一个三维物理实体;

5.后处理，小心取出原型，去除支撑，避免破坏零件。用砂纸打磨台阶效应比较明显处。如需要可进行原型表面上光。

这样就将一个物理实体复杂的三维加工转变成一系列二维层片的加工，因此大大降低了加工难度。由于不需要专用的刀具和夹具，使得成形过程的难度与待成形的物理实体的复杂程度无关，而且越复杂的零件越能体现此工艺的优势。

快速原型技术的特点

1.由CAD模型直接驱动；

2.可以制造具有复杂形状的三维实体；

3.成形设备是无需专用夹具或工具的成形机；

4.成形过程中无人干预或较少干预；

5.精度较低；分层制造必然产生台阶误差，堆积成形的相变和凝固过程产生的内应力也会引起翘曲变形，这从根本上决定了RP造型的精度极限；

6.设备刚性好，运行平稳，可靠性高；

7.系统软件可以对STL格式原文件实现自动检验、修补功能。

五实验方法和步骤

(一) 数据准备

1.零件三维CAD造型，生成STL文件(使用Pro/E、UG、SolidWorks、AutoCAD等软件)；

2.选择成型方向；

3.参数设置；

4.对STL文件进行分层处理，启动INSIGRT软件，按原型机要求设置相关硬件参数，打开需选择的STL文档进行分层、做支撑物、喷料路径等编辑操作，储存*.J ob文档。

(二) 制造原型

1.成形准备工作

1) 开启原型机，设置model suppod envelope工作温度分别为：270℃、235℃、69℃。

2) 装料及出料测试，送模型材料、支撑材料至喷头出料嘴。通过查看材料的出料抽伸扭矩,判断是否进入喷嘴装置。材料温度到达270℃和支撑材料到达235℃后，将喷头中老化的丝材吐完，直至ABS丝光滑。

3) 标定调校，启动FOMSTATUS软件，做支撑材料X、Y及Z轴方向吐料标定调校。

2.造型

启动FDMSTATUS软件，添加*.Job文档联机，电脑自动将文档指令传输给机器。输入起始层和结束层的层数。单击“Start”，系统开始估算造型时间。接着系统开始扫描成型原型。(估算造型时间应放在底板对高前，以免喷头烤到底板)

3. 后处理

1) 设备降温

原型制作完毕后，如不继续造型。即可将系统关闭，为使系统充分冷却，至少于30分钟后再关闭散热按钮和总开关按钮。

2) 零件保温

零件加工完毕，下降工作台，将原型留在成形室内，薄壁零件保温15~20分钟大型零件20～30分钟，过早取出零件会出现应力变形。

3) 模型后处理

小心取出原型。去除支撑，避免破坏零件。成型后的工件需经超声清洗器清洗，融化支撑材料。

(三) 实验注意事项

1.存储之前选好成形方向，一般按照“底大上小”的方向选取，以减小支撑量，缩短数据处理和成形时间；

2.受成形机空间和成形时间限制，零件的大小控制在30×30×20mm以内；

3.尽量避免设计过于细小的结构，如直径小于5mm的球壳、锥体等；

4.尤其注意喷头部位未达到规定温度时不能打开喷头按钮。

六实验报告

内容应包括：

1.根据所做原型件分析成形工艺的优缺点；

2.根据所给三维图，任选其一进行成型工艺分析(定义成型方向，指出支撑材料添加区域，成型过程中零件精度易受影响的区域)；

图2 零件一图3零件二

3.根据实验过程总结成形过程中对精度的影响的因素(包括数据处理和加工过程)；

以上报告内容字数不限，但请如实填写你的真实看法。

七思考题

1.快速原型制造过程中滚珠丝杠螺母之间的间隙会对造型产生怎样的影响？

2.造型精度会影响零件精度吗？

3.切片的间距的大小对成形件的精度和生产率会产生怎样的影响？

4.快速原型制造方法使用的场合有哪些？

第二次实验

实验二类库的使用与编程实践实验2-1：编写数组复制的程序实验内容编程实现数组复制a=b，并对数组b中的元素进行修改时，输出数组a的结果。运行后效果如图所示。实验目的通过这个简单的实例让学生学习数组复制，并理解数组复制后对其中一个数组进行操作，对另一个数组的影响。在Java中，将一个数组引用赋给另一个数组引用后，这两个数组引用将指向同一个数组对象。若使用箭头表示数组引用，椭圆表示数组对象，则下图所示表示了这种情况。实现思路两个引用a、b指向同一个数组对象，则通过一个引用修改，另一个引用能感知变化。关键代码如下所示： //创建了一维int数组对象，并让引用a指向该数组对象 int[] a={1,2,3}; //将a的值赋给b，让b也指向此数组对象 int[] b=a; //通过引用b，将数组的第2个元素赋值为5 b[1]=5; System.out.println("a[1]="+a[1]+", b[1]="+b[1]); int i1=2; int i2=i1; i2=i2+6; System.out.println("i1="+i1+", i2="+i2); 实验2-2：改变String对象引用的指向实验内容编程实现声明字符串String类s1、s2，对其进行初始化后，令s2=s1.concat(s2)，再输出s1、s2的内容。运行后效果如图所示。

实验目的通过这个简单的实例让学生了解Java中String是不可变字符串类的含义。在Java中字符串对象是永远不变的，其从创建的那一刻开始，内容将永远不会发生变化，也正是因为这一点，才保证了字符串对象可以复用。但字符串对象引用的指向是可以发生变化的，这样在使用时也就感觉不到字符串是不能改变的了。从本实验学生就可以理解String字符串不可变的含义。实现思路分别创建字符串对象s1和s2。将字符串s2的内容追加到字符串s1内容的后边组成新的内容，并查找字符串常量池中有没有与新内容相同的字符串。若有，将引用s2指向该对象；若没有，则新创建一个包含新内容的字符串对象，并将引用s2指向该对象。实现结果示意图如图所示。关键代码如下所示： //创建字符串对象s1与s2 String s1="JavaSE6.0"; String s2="核心技术大全"; //将字符串s1与s2相连接并将结果赋给s2 s2=s1.concat(s2); //打印字符串s1与s2 System.out.println("对字符串s1进行连接字符串操作，字符串s1与s2的结果为："); System.out.println("s1 = "+s1); System.out.println("s2 = "+s2); 实验2-3：使用迭代器完成遍历实验内容编程实现Student类，其包含成员变量name、age、classNum，并在主方法中新建初始化3个Student对象，并在屏幕上输出3个Student对象的属性值；为了简便起见，可以在Student类中改写方法toString。运行后效果如图所示。

自控实验4

东南大学自动化学院实验报告课程名称：控制基础第 4 次实验实验名称：串联校正研究院（系）：自动化学院专业：自动化姓名：徐丽娜学号：08011308 实验室：416 实验组别：同组人员：刘燊燊实验时间：2013年12月20日评定成绩：审阅教师：

一、实验目的：（1）熟悉串联校正的作用和结构（2）掌握用Bode图设计校正网络（3）在时域验证各种网络参数的校正效果二、实验原理：（1）校正的目的就是要在原系统上再加一些由调节器实现的运算规律，使控制系统满足性能指标。由于控制系统是利用期望值与实际输出值的误差进行调节的，所以，常常用“串联校正”调节方法，串联校正在结构上是将调节器Gc(S)串接在给定与反馈相比误差之后的支路上，见下图。设定校正网络Gc(S) 被控对象H(S) 实际上，校正设计不局限这种结构形式，有局部反馈、前馈等。若单从稳定性考虑，将校正网络放置在反馈回路上也很常见。（2）本实验取三阶原系统作为被控对象，分别加上二个滞后、一个超前、一个超前-滞后四种串联校正网络，这四个网络的参数均是利用Bode图定性设计的，用阶跃响应检验四种校正效果。由此证明Bode图和系统性能的关系，从而使同学会设计校正网络。三、实验设备： THBDC-1实验平台 THBDC-1虚拟示波器四、实验线路：五、实验步骤：

（1）不接校正网络，即Gc(S)=1，如总图。观察并记录阶跃响应曲线，用Bode 图解释；（2）接人参数不正确的滞后校正网络，如图4-2。观察并记录阶跃响应曲线，用Bode 图解释；（3）接人参数较好的滞后校正网络，如图4-3。观察并记录阶跃响应曲线，用Bode 图解释；（4）接人参数较好的超前校正网络，如图4-4。观察并记录阶跃响应曲线，用Bode 图解释；（5）接人参数较好的混合校正网络，如图4-5，此传递函数就是工程上常见的比例-积分-微分校正网络，即PID 调节器。观察并记录阶跃响应曲线，用Bode 图解释；六、预习与回答：（1）写出原系统和四种校正网络的传递函数，并画出它们的Bode 图，请预先得出各种校正后的阶跃响应结论，从精度、稳定性、响应时间说明五种校正网络的大致关系。（2）若只考虑减少系统的过渡时间，你认为用超前校正还是用滞后校正好？（3）请用简单的代数表达式说明用Bode 图设计校正网络的方法七、报告要求：（1）画出各种网络对原系统校正的BODE 图，从BODE 图上先得出校正后的时域特性，看是否与阶跃响应曲线一致。（2）为了便于比较，作五条阶跃曲线的坐标大小要一致。八、预习题回答一、预习思考（1）写出原系统和四种校正网络的传递函数，并画出它们的Bode 图，请预先得出各种校正后的阶跃响应结论，从精度、稳定性、响应时间说明五种校正网络的大致关系。答：原系统开环传递函数：)1051.0)(1094.0)(12.0(2 .10)(+++=s s s s G 原系统的Bode 图：

西工大高频第二次实验报告

实验二调幅接收系统实验一、实验目的和内容：图2为实验中的调幅接收系统结构图（虚框部分为实验重点，低噪放电路下次实验实现，本振信号由信号源产生。）。通过实验了解和掌握调幅接收系统，了解和掌握三极管混频器电路、中频放大/AGC电路、检波电路。图2 调幅接收系统结构图二、实验原理： 1、晶体管混频电路：给出原理图，并分析其工作原理。原理：混频电路将高频载波信号或已调波信号经过滤波、放大，将其频率变换为固定频率的信号且该高频滤波信号的频谱内部结构和调制类型保持不变，仅仅改变其频率。 2、中频放大/AGC和检波电路：给出原理图，并分析其工作原理。原理：中频输入信号通过中放电路放大中频信号，抑制干扰信号，连接AGC电路实现自动增益控制，接着连接二极管检波电路和低通滤波器，从中取出调制信号。 3、调幅接收系统：给出系统框图，并简述其工作原理。检波低噪放混频中放 /AGC 本振

工作原理：天线接收信号通过滤波器滤波然后低噪放放大幅度，晶体振荡器振荡出所需的本振信号，让本振信号和其进行混频然后滤波，AGC对其进行放大，输出稳定值，再进行滤波并解调检波，经过功率放大器输出。三、实验步骤： 1、晶体管混频电路： 1）先调整静态工作点，测量2R4两端电压，调节2W1，使2R4两端电压为0； 2）在V2-5输入10.455MHz，250mV的本振信号,在V2-1输入10MHz、30mV的单载波信号，在V2-3处观测，调节2C3和2B1的大小，改变中频输出，当输出为455KHz的最大不失真稳定正弦波时，完成调试并记录此时的中频输出峰峰值。 3)改变基极偏置电阻2W1，使2R4端电压分别为0.5,1,1.5,2,2.5,3V，重复上述步骤2），记录下不同静态工作点下的中频输出的峰峰值，并计算混频增益，完成表2-1. 2、中频放大/AGC和检波电路： 1）调节直流静态工作点：闭合开关K3，电路仅接入12v直流电压,调节可调电阻3W1、3W2，为使静态电流不超过1mA,应使3R7，3R13两端电压为0.5V，0.033V。 2）调节交流工作：第一，调节函数发生器产生频率455KHZ的标准正弦信号，接入3K1。将示波器接于V3-2。第二，调节可调电容3C4，使输出波形幅度最大不失真。第三，将示波器加于V3-4,调节可调电容3C7，使输出波形最大不失真。 3）测试动态范围：开关3K2断开，开关3K3闭合。调节输入信号Vi幅值，使其分别为10,20…100，200mv…1V，示波器分别接到V3-2、V3-4、V3-5，，将分别测得的波形峰峰值记入表2-2，即分别为V01，V02，Vc，同时用示波器接V3-6处记录电压值（即AGC检波输出电压）。 4）检波失真观测：第一，输入信号455KHz、10mVpp,调制1KHz信号，调制度50%调幅信号，将示波器接到V3-6处即可观察到正常无失真的波形输出并记录；第二，增大直流负载电阻3W4，观察示波器直到观测到失真波形，即为对角线失真，记录波形；第三，再次调整3W4使波形正常不失真，减小交流电阻即闭合3K4，观察示波器输出波形产生负峰切割失真，记录波形。 3、调幅接收系统： 1、晶体管混频电路：1）2K1接入调制频率1KHz正弦波，载波频率10MHz，幅度为30mVp-p ，调制度50%的调幅波信号。 2）2K3接入本振信号10.455MHz，250mVp-p的正弦信号，将示波器接在V2-3处观察波形，记录参数、波形。 2、中频放大电路3K1打至中频输入端。 3K2、3K4断开，3K3闭合，，将示波器接到V3-6观察检波输出的波形，调节3W4，使其达到最大不失真波形，记录波形。 3、测试系统性能：1）灵敏度。不断减小输入调幅波信号的幅值，同时观察检波输出波形，使示波器波形出现明显失真的输入幅值为该系统的最小可接收幅值。四、测试指标和测试波形： 3.1.晶体管混频电路：

自控实验22

实验一典型环节的模拟研究 1.1 实验设备 PC 计算机1台（要求P4，1.8G 以上）；MATLAB 6.X 或 MATLAB 7.X 软件1套。 1.2 实验目的 1．通过搭建典型环节模拟电路，熟悉并掌握数学模型的建立方法。 2．熟悉各种典型环节的阶跃响应。 3．研究参数变化对典型环节阶跃响应的影响。 1.3 实验内容 1．观察比例环节的阶跃响应曲线典型比例环节模拟电路如图1-1所示，比例环节的传递函数为： K s U s U i ) () (0 图1-1典型比例环节模拟电路 (1) 比例系数（放大倍数）选取： A ．当K=1、K=2、K=5时，分别观测阶跃响应曲线，并记录输入信号输出信号波形； B ．比例放大倍数 K=R2/R1； (2) 阶跃信号设置：阶跃信号的幅值选择1伏（或5伏） (3) 写出电路的数学模型：

(4) 利用MATLAB 的虚拟示波器观测输出阶跃响应曲线并进行记录。 2．观察积分环节的阶跃响应曲线典型积分环节模拟电路如图1-2所示，积分环节的传递函数为： Ts s U s U i 1 )()(0= 图1-2典型积分环节模拟电路 (1) 积分时间常数T 选取： A ．T=1秒，T=0.2秒，T=0.1秒； B ．T=1秒=R1*C1=100K*10μF ，T=0.2秒= R1*C1=100K*2μF ， T=0.1秒= R1*C1=100K*1μF 。 (2)输入阶跃信号，通过虚拟示波器观测输出阶跃响应曲线并进行记录。 3．观察比例积分环节的阶跃响应曲线比例积分环节的传递函数为： Ts K s U s U i 1 )()(0+= 当K=1时，分别观察T=1，T=0.2, T=0.1的阶跃响应曲线。 4．观察微分环节的阶跃响应曲线典型微分环节模拟电路如图1-3所示，微分环节的传递函数为： Ts s U s U i =) () (0 图1-3典型微分环节模拟电路 (1) 微分时间常数 T=1秒，T=0.2秒，T=0.1秒；

模式识别第二次上机实验报告

北京科技大学计算机与通信工程学院模式分类第二次上机实验报告姓名：XXXXXX 学号：00000000 班级：电信11 时间：2014-04-16

一、实验目的 1．掌握支持向量机（SVM）的原理、核函数类型选择以及核参数选择原则等；二、实验内容 2.准备好数据，首先要把数据转换成Libsvm软件包要求的数据格式为： label index1:value1 index2:value2 ... 其中对于分类来说label为类标识，指定数据的种类；对于回归来说label为目标值。（我主要要用到回归） Index是从1开始的自然数，value是每一维的特征值。该过程可以自己使用excel或者编写程序来完成，也可以使用网络上的FormatDataLibsvm.xls来完成。FormatDataLibsvm.xls使用说明：先将数据按照下列格式存放（注意label放最后面）： value1 value2 label value1 value2 label 然后将以上数据粘贴到FormatDataLibsvm.xls中的最左上角单元格，接着工具->宏执行行FormatDataToLibsvm宏。就可以得到libsvm要求的数据格式。将该数据存放到文本文件中进行下一步的处理。 3.对数据进行归一化。该过程要用到libsvm软件包中的svm-scale.exe Svm-scale用法：用法：svmscale [-l lower] [-u upper] [-y y_lower y_upper] [-s save_filename] [-r restore_filename] filename （缺省值：lower = -1，upper = 1，没有对y进行缩放）其中，-l：数据下限标记；lower：缩放后数据下限；-u：数据上限标记；upper：缩放后数据上限；-y：是否对目标值同时进行缩放；y_lower为下限值，y_upper为上限值；（回归需要对目标进行缩放，因此该参数可以设定为–y -1 1 ）-s save_filename：表示将缩放的规则保存为文件save_filename；-r restore_filename：表示将缩放规则文件restore_filename载入后按此缩放；filename：待缩放的数据文件（要求满足前面所述的格式）。缩放规则文件可以用文本浏览器打开，看到其格式为： y lower upper min max x lower upper index1 min1 max1 index2 min2 max2 其中的lower 与upper 与使用时所设置的lower 与upper 含义相同；index 表示特征序号；min 转换前该特征的最小值；max 转换前该特征的最大值。数据集的缩放结果在此情况下通过DOS窗口输出，当然也可以通过DOS的文件重定向符号“>”将结果另存为指定的文件。该文件中的参数可用于最后面对目标值的反归一化。反归一化的公式为：（Value-lower）*（max-min）/(upper - lower)+lower 其中value为归一化后的值，其他参数与前面介绍的相同。建议将训练数据集与测试数据集放在同一个文本文件中一起归一化，然后再将归一化结果分成训练集和测试集。 4.训练数据，生成模型。用法：svmtrain [options] training_set_file [model_file] 其中，options（操作参数）：可用的选项即表示的涵义如下所示-s svm类型：设置SVM 类型，默

自控实验二

《自动控制理论》实验报告专业：电气工程及其自动化班号：1406111 学号：1140610217 姓名：田晨晨电气工程及其自动化实验中心二零一六年十一月二十四日

实验五线性系统的时域分析一、实验目的 1、学会使用MATLAB 绘制控制系统的单位阶跃响应曲线； 2、研究二阶控制系统中、对系统阶跃响应的影响 3、掌握系统动态性能指标的获得方法及参数对系统动态性能的影响。二、实验设备 Pc 机一台，MATLAB 软件。三、实验内容 1、已知二阶单位反馈闭环传递函数系统：求：（1）当及时系统单位阶跃响应的曲线。（2）从图中求出系统的动态指标: 超调量M p 、上升时间t p 及过渡过程调节时间t s 。（3）分析二阶系统中、的值变化对系统阶跃响应曲线的影响。 4.0=n ω,3 5.0=ξ，P M =0.31，s t =27.5S,p t =3.48S 4.0=n ω,5.0=ξ， P M =0.16，s t =20.2S,p t =4.1S ξ越大，超调量越小，调节时间越短，上升时间越长

2.0=n ω,35.0=ξ，P M =0.31，s t =54.9S,p t =6.95S 6.0=n ω,35.0=ξ，P M =0.31，s t =18.3S,p t =2.33S n ω越大，上升时间越小，调节时间越小，超调量不变 2、已知三阶系统单位反馈闭环传递函数为求：（1）求取系统闭环极点及其单位阶跃响应，读取动态性能指标。闭环极点：1234,1,1S S i S i =-=-+=-- 1.03, 3.64,0.27p s P t S t S M === 改变系统闭环极点的位置

西安交大数字图像处理第二次实验报告

数字图像处理第二次作业

摘要本次报告主要记录第二次作业中的各项任务完成情况。本次作业以Matlab 2013为平台，结合matlab函数编程实现对lena.bmp,elain1.bmp图像文件的相关处理：1.分别得到了lena.bmp 512*512图像灰度级逐级递减8-1显示，2.计算得到lena.bmp图像的均值和方差，3.通过近邻、双线性和双三次插值法将lena.bmp zoom到2048*2048，4. 把lena和elain 图像分别进行水平shear（参数可设置为1.5，或者自行选择）和旋转30度，并采用用近邻、双线性和双三次插值法zoom到2048*2048。以上任务完成后均得到了预期的结果。 1.把lena 512*512图像灰度级逐级递减8-1显示（1）实验原理：给定的lena.bmp是一幅8位灰阶的图像，即有256个灰度色。则K位灰阶图像中某像素的灰度值k(x,y)(以阶色为基准)与原图同像素的灰度值v(x,y)(以256阶色为基准)的对应关系为：式中floor函数为向下取整操作。取一确定k值，对原图进行上式运算即得降阶后的k位灰阶图像矩阵。（2）实验方法首先通过imread()函数读入lena.bmp得到图像的灰度矩阵I，上式对I矩阵进行灰度降阶运算，最后利用imshow()函数输出显示图像。对应源程序为img1.m。（3）处理结果 8灰度级

7灰度级 6灰度级 5灰度级

4灰度级 3灰度级 2灰度级

1灰度级（4）结果讨论：由上图可以看出，在灰度级下降到5之前，肉眼几乎感觉不出降阶后图像发生的变化。但从灰度级4开始，肉眼明显能感觉到图像有稍许的不连续，在灰度缓变区常会出现一些几乎看不出来的非常细的山脊状结构。随着灰度阶数的继续下降，图像开始出现大片的伪轮廓，灰度级数越低，越不能将图像的细节刻画出来，最终的极端情况是退化为只有黑白两色的二值化图像。由此可以得出，图像采样的灰度阶数越高，灰度围越大，细节越丰富，肉眼看去更接近实际情况。 2.计算lena图像的均值方差（1）实验原理对分辨率为M*N的灰度图像，其均值和方差分别为：（2）实验方法首先通过imread（）函数读入图像文件到灰度矩阵I中，然后利用 mean2函数和std2函数计算灰度矩阵（即图像）的均值和标准差，再由标准差平方得到方差。对应源程序：img1.m （3）处理结果均值me =99.0512，标准差st =52.8776，方差sf =2.7960e+03。（4）结果分析图像的均值可反应图像整体的明暗程度，而方差可以反应图像整体的对比度情况，方差越大，图像的对比度越大，可以显示的细节就越多。 3.把lena图像用近邻、双线性和双三次插值法zoom到2048*2048；（1）实验原理图像插值就是利用已知邻近像素点的灰度值来产生未知像素点的灰度值，以便由原始图

第2次实验内容

第三次实验内容 3-9 Boost开关电路实验一．实验目的 1．掌握Boost开关升压变换电路的基本原理与电路结构特点； 1．熟悉电路的各部分的波形，掌握它们的调试方法； 2．对Boost开关升压变换电路的特点进行研究； 4．掌握电流控制型脉宽调制器IC UC3842的应用方法及稳压原理。二．实验线路及原理实验线路如图3-23所示：图3-23 Boost电路实验线路图

Boost 电路因其输出直流电压U O 是大于或等于输入直流电压U d ，故称升压式变换器，图3-24 是Boost 电路主电路工作原理图：图3-24 是Boost 电路主电路工作原理图简述其工作原理如下：当0≤t ≤t 1 晶体管VT 导通，二极管VD 截止，其等效电路如图3-25所示，图3-25 VT 导通等效图3-26 VT 关断等效图假定在此期间U d 不变，电感电流从I 1线性上升到I 2则有， 21L d 11 2Δ-d ====d i I I I U U L L L t t t L 当t 1≤t ≤t 2 晶体管VT 截止，二极管VD 导通，其等效电路图如图3-26所示，假定在此期间U d 不变，电感电流从I 2下降到I 1，则有 21L O d d d 2121 2Δ-=+=+=+--I I I U U U U L U L t t t t

据此分析我们可推导出： d O =1-U U D D ：导通占空比。从公式可得出只要占空比D 趋近于1，理论上U d 就可变为无穷大。上述情况仅适用于当负载电流I >ΔL i 时，电感电流工作于连续导通状态。且 K > K crit （D ）式中 2S L k RT K crit (D )=1-D 当负载电流I <ΔL i 时电路工作于断续导通状态。对于电感电流断续状态，则有： o d U = 并且，当 K < K crit (D )= 1-D 时成立。控制VT 基极脉宽变化的控制芯片为电流控制型脉宽调制器UC3842。其引脚8个，功能分别如下：“1”端为COMP 端；“2”端为反馈电压接入端；“3”端为反馈电流接入端；“4端接RT 、CT 确定锯齿波频率；“5”端接地；“6”端为推挽端；“7”端接电源，电压可在8~40V 范围间；“8”端为内部基准电压5V ，带负载能力50mA ；这是一款性能优良的控制芯片，详细介绍请看附录。三．实验内容 1．电流控制型脉宽调制器IC UC3842的功能研究（1）输出PWM 控制信号测试；（2）电压反馈环功能测试；（3）电流反馈环功能测试；（4）工作频率的测试。 3．开环控制的Boost 电路研究（1）主电路电感电流处于连续导通状态时，电路相关各工作点波形的研究观测；

第二次实验报告0907022044

IK2011——2012学年第二学期合肥学院数理系实验报告课程名称：运筹学实验项目：求解整数线性规划问题实验类别：综合性□设计性□验证性□√ 专业班级：数学与应用数学（2）班姓名：杨涛学号： 0907022044 实验地点：数理系机房实验时间： 4.18 指导教师：管梅成绩：

一.实验目的学会用LINGO 软件求解整数规划问题。二.实验内容 1、某班有男同学30人,女同学20人,星期天准备去植树。根据经验,一天中,男同学平均每人挖坑20个,或栽树30棵,或给25棵树浇水,女同学平均每人挖坑10个,或栽树20棵,或给15棵树浇水。问应怎样安排,才能使植树(包括挖坑、栽树、浇水)最多。建立该问题的数学模型，并求其解。 2、求解线性规划： 3、在高校篮球联赛中,我校男子篮球队要从８名队员中选择平均身高最高的出同时，要求出场阵容满足以下条件： ⑴ 中锋最多只能上场一个。 ⑵ 至少有一名后卫。 ⑶ 如果１号队员和４号队员都上场，则６号队员不能出场 ⑷ ２号队员和６号队员必须保留一个不出场。问应当选择哪5名队员上场,才能使出场队员平均身高最高? 试写出上述问题的数学模型，并求解。 121212212max z x 2x 2x 5x 12x 2x 8s.t.0x 10x ,x Z =++≥??+≤?? ≤≤??∈?

三. 模型建立 1.设x1个男生挖坑,x2个男生栽树,x3个男生浇水，y1个女生挖坑y2个女生栽树y3个女生浇水，则： 1234126 781462612345678max z (1.92x 1.90 1.88 1.86 1.85x x 1 1 2s.t.1 5x (1,2,...,8)i x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x i Z =+++++≤??++≥??++≤?? +=??+++++++=?=∈?? 3．设x1表示1号队员，x2表示2号队员，x3表示3号队员，x4表示4号队员 x5表示5号队员，x6表示6号队员，x7表示7号队员，x8表示8号队员，则： 12345678126781462612345678max z (1.92x 1.90 1.88 1.86 1.85 1.83 1.80 1.78)/5x x 112s.t.1 5x (1,2,...,8)i x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x i Z =++++++++≤??++≥??++≤?? +=??+++++++=?=∈?? 四. 模型求解（含经调试后正确的源程序）

自控实验2：典型环节的电路控制

实验报告课程名称：自动控制原理实验名称：二阶系统的瞬态响应院（系）：能源与环境学院专业：热能与动力工程姓名：谭强学号：03009224 实验时间：2011 年11 月9日评定成绩：审阅教师：

一、实验目的 1. 通过实验了解参数ζ(阻尼比)、n ω(阻尼自然频率)的变化对二阶系统动态性能的影响； 2. 掌握二阶系统动态性能的测试方法。二、实验内容、原理 1. 二阶系统的瞬态响应用二阶常微分方程描述的系统，称为二阶系统，其标准形式的闭环传递函数为 2 2 2 2)()(n n n S S S R S C ωζωω++= (2-1) 闭环特征方程：022 2=++n n S ωζω 其解 12 2,1-±-=ζωζωn n S ，针对不同的ζ值，特征根会出现下列三种情况： 1）0<ζ<1（欠阻尼），22,11ζωζω-±-=n n j S 此时，系统的单位阶跃响应呈振荡衰减形式，其曲线如图2-1的(a)所示。它的数学表达式为：式中2 1ζωω-=n d ，ζ ζβ21 1-=-tg 。 2）1=ζ（临界阻尼）n S ω-=2,1 此时，系统的单位阶跃响应是一条单调上升的指数曲线，如图2-1中的(b)所示。 3）1>ζ（过阻尼），122,1-±-=ζωζωn n S 此时系统有二个相异实根，它的单位阶跃响应曲线如图2-1的(c)所示。 (a) 欠阻尼(0<ζ<1) (b)临界阻尼(1=ζ) (c)过阻尼(1>ζ) 图2-1 二阶系统的动态响应曲线 ) t (Sin e 111)t (C d t 2 n βωζζω+--=-

虽然当ζ=1或ζ>1时，系统的阶跃响应无超调产生，但这种响应的动态过程太缓慢，故控制工程上常采用欠阻尼的二阶系统，一般取ζ=0.6~0.7，此时系统的动态响应过程不仅快速，而且超调量也小。 2. 二阶系统的典型结构典型的二阶系统结构方框图和模拟电路图如2-2、如2-3所示。图2-2 二阶系统的方框图图2-3 二阶系统的模拟电路图（电路参考单元为：U 7、U 9、U 11、U 6）图2-3中最后一个单元为反相器。由图2-4可得其开环传递函数为： )1S T (S K )s (G 1+= ，其中：21T k K =， R R k X 1= (C R T X 1=，RC T 2=) 其闭环传递函数为： 1 12 1 T K S T 1S T K )S (W + += 与式2-1相比较，可得 RC 1T T k 211n == ω，X 112R 2R T k T 21= =ξ 三、实验步骤根据图2-3，选择实验台上的通用电路单元设计并组建模拟电路。 1. n ω值一定时，图2-3中取C=1uF ，R=100K(此时10=n ω)，Rx 为可调电阻。系统输入一单位阶跃信号，在下列几种情况下，用“THBDC-1”软件观测并记录不同ξ值时的实验曲线。 1.1取R X =200K 时，ζ=0.25，系统处于欠阻尼状态，其超调量为45%左右； 1.2取R X =100K 时，ζ=0.5，系统处于欠阻尼状态，其超调量为16.3%左右； 1.3取R X =51K 时，ζ=1，系统处于临界阻尼状态；

数电实验第二次实验报告

实验二数据选择器应用学号161271008 一、实验目的： 1．通过实验的方法学习数据选择器的电路结构和特点。 2．掌握数据选择器的逻辑功能和它的测试。 3．掌握数据选择器的基本应用。二、实验仪器：三、实验原理： 1．数据选择器数据选择器（multiplexer）又称为多路开关，是一种重要的组合逻辑部件，它可以实现从多路数据传输中选择任何一路信号输出，选择的控制由专列的端口编码决定，称为地址码，数据选择器可以完成很多的逻辑功能，例如函数发生器、桶形移位器、并串转换器、波形产生器等。本实验采用的逻辑器件为TTL 双极型数字集成逻辑电路74LS153，它有两个4 选1，外形为双列直插，引脚排列如图2-1 所示，逻辑符号如图2-2 所示。其中D0、D1、D2、D3 为数据输入端，Q 为输出端，A0、A1 为数据选择器的控制端（地址码），同时控制两个选择器的数据输出，S 为工作状态控制端（使能端），74LS153 的功能表见表2-1。数据选择器有一个特别重要的功能就是可以实现逻辑函数。现设逻辑函数F（X，Y）=∑（1，2），则可用一个4 选1 完成，根据数据选择器的定义：Q （A1，A0）=A1A0D0+ A1A0D1+ A1A0D2+ A1A0D3，令A1=X，A0=Y，1S=0，1D0=1D3=0，1D1=1D2=1，那么输出Q=F。如果逻辑函数的输入变量数超过了数据选择器的地址控制端位数，则必须进行逻辑函数

降维或者集成芯片扩展。例如用一块74LS153 实现一个一位全加器，因为一位全加器的逻辑函数表达式是： S1（A，B，CI）=∑（1，2，4，7） CO（A，B，CI）=∑（3，5，6，7）现设定A1=A，A0=B，CI 为图记变量，输出1Q=S1，2Q=CI，由卡诺图（见图2-3，图2-4）得到数据输入： 1D0=CI，1D1=CI，1D2=CI，1D3=CI，2D0=0，2D1=CI，2D1=CI，2D3=1，由此构成逻辑电路. 需要指出的是用数据选择器实现逻辑函数的方法不是唯一的，当逻辑函数的输入变量数较多时，可比较多种方法取其最优实现。四、实验内容： 1．验证74LS153 的逻辑功能按表2-1 所列测试，特别注意所测芯A1、A0 哪一个是高位S 端是否低电平有效当芯片封锁时，出是什么电平。记录：

自控原理实验一二

实验一线性系统时域特性分析一、实验目的 1．掌握测试系统响应曲线的模拟实验方法。 2．研究二阶系统的特征参量ζ阻尼比和n ω自然频率对阶跃响应瞬态指标的影响。二、实验设备与器件计算机一台，NI ELVIS Ⅱ多功能虚拟仪器综合实验平台一套，万用表一个，通用型运算放大器4个，电阻若干，电容若干，导线若干。三、实验原理典型二阶系统开环传递函数为：) 2()1()(2 n n s s Ts s K s G ζωω+=+= ，一种是时间常数表达式，一种是零极点表达式。时间常数表达式中包含三个环节：比例、积分和一阶惯性环节。其中，K 开环放大系数，T 为一阶惯性环节的时间常数。零极点表达式中包含两个特征参数：ζ阻尼比和n ω自然频率。二阶系统的瞬态性能就由特征参数ζ和n ω决定。典型二阶系统方块图如图1-1所示，系统闭环传递函数为： ) ()1()(2)() (10112 101222T T K s s T T K s s s R s C n n n ++=++=ωζωω ，图1-1典型二阶系统方块图阻尼比与自然频率为： 110 1 01 1 1 212121K T T T T K T T n = == ωζ， 1 01T T K n =ω 典型环节与模拟电路的阻容参数的关系如下：积分环节 S T 01 ：000C R T = 一阶惯性环节1 11 +S T K ：f f C R T =1，i f R R K =1 四、实验内容

Cf 图1-2二阶系统闭环模拟电路图 1．已知系统的模拟电路如图1-2所示，在NI ELVIS Ⅱ教学实验板上，利用运算放大器、电阻、电容自行搭建二阶模拟闭环系统。阶跃信号由实验板模拟量输出接口AO0输出，接到二阶系统的输入端。将二阶系统的输入端与输出端分别接实验板模拟量输入接口AI0(+)与AI1(+)，采样阶跃输入信号与二阶系统的阶跃响应信号。搭建模拟电路时，应特别注意：运算放大器的Vcc 与Vee 分别接实验板的+15V 与-15V ，正输入端IN+应接实验板的Ground ，实验板模拟量输入接口AI0(-)与AI1(-)应接实验板的Ground ，电容负端接运放负端输入IN-。 2．写出下面二阶系统6组参数的开环传递函数，测量并记录下每组参数的阶跃响应曲线，标出各组曲线的超调量P M 、峰值时间p t 、调节时间s t （2=?）的测量值，与理论值进行比较。将曲线①②③④组曲线进行对比，①⑤⑥组进行对比分析。 ① 1=n ω不变，取2.0=ζ Ω=k R i 200，Ω=k R f 500，F C f μ5=， Ω=k R 5000，F C μ20= ② 1=n ω不变，取5.0=ζ Ω=k R i 200，Ω=k R f 200，F C f μ5=， Ω=k R 5000，F C μ20= ③ 1=n ω不变，取1=ζ Ω=k R i 200，Ω=k R f 100，F C f μ5=， Ω=k R 5000，F C μ20= ④ 1=n ω不变，取0=ζ Ω=k R i 200，∞=f R ，F C f μ5=， Ω=k R 5000，F C μ20= ⑤ 2.0=ζ不变，取5.0=n ω

第2次实验报告

西南科技大学计算机实验报告课程名称：计算机操作系统综合设计实验名称：实验二P、V原语的模拟实现（验证型）机型或机位：PC机学号：20123266 学生姓名：付晓班级：信安1205 指导教师：陈立伟老师评分：实验日期：2014 年11 月30日（13周周日晚）

1、实验目的 ●理解信号量相关理论； ●掌握记录型信号量结构； ●掌握P、V原语实现机制。 2、实验题目和软（硬）件设计 ●《P、V原语的模拟实现》软件：VC++编译器，win xp系统；硬件：PC机一台操作步骤如下： A. 在vc++上构建工程，并建立相应头文件和源文件，然后输入给定代码： basic.h 和pv.cpp(详见课件所提供参考代码) B. 进行功能测试并得出正确结果： ◆实验中提供了5个信号量（s0-s4）和20个进程（pid 0-19）。在程序运行过程中可以键入down命令，up命令和 showdetail命令显示每个信号量的状态。具体输入解释如下： down 获取信号量操作（P操作）。参数： 1 sname 2 pid 。示例：down(s1,2) 。进程号为2的进程申请名字为s1的信号量。这是删除s0信号量中的0号进程，此时进程1占用该信号量

◆up 释放信号量操作（V操作）。参数1 sname。示例：up(s1)。释放信号量名字为s1的信号量。这是删除s1信号量中的4号进程，此时进程5占用该信号量 ◆showdetail 显示各信号量状态及其等待队列。

这是删除s3信号量的两个进程直到最后，为0号进程申请信号量，再释放0号进程 exit 退出命令行。 c.代码执行的模块流程图如下：开始执行函数initerror()函数和变量初始化函数INIT()

第二次实验内容10

第二次实验内容一、实验名称：Linux下shell编程二、实验类型：设计三、实验目的： 1．熟悉Linux的shell几种变量使用 2．熟练掌握Linux的shell编程几种结构 3．熟练掌握Linux下shell脚本的编写四、实验准备参考教材，课件第6章内容及笔记。要求实验内容全部写到实验报告上（B5纸）。五、实验内容 1. 练习使用shell四种变量，参考课件例题。 2. 调试课件所有shell脚本的例题。 3. 编写如下脚本： ●编写脚本if1，测试其功能。 echo -n "word 1: " read word1 echo -n "word 2: " read word2 if test "$word1" = "$word2" then echo "Match" fi echo "End of program." ●编写脚本chkargs，测试其功能 if test $# -eq 0 then echo "You must supply at least one argument." exit 1 fi echo "Program running." ●编写脚本if2，测试其功能 if test $# -eq 0 then echo "You must supply at least one argument."

exit 1 fi if test -f "$1" then echo "$1 is a regular file in the working directory" else echo "$1 is NOT a regular file in the working directory" fi ●编写脚本if3，测试其功能 echo -n "word 1: " read word1 echo -n "word 2: " read word2 echo -n "word 3: " read word3 if [ "$word1" = "$word2" -a "$word2" = "$word3" ] then echo "Match: words 1, 2, & 3" elif [ "$word1" = "$word2" ] then echo "Match: words 1 & 2" elif [ "$word1" = "$word3" ] then echo "Match: words 1 & 3" elif [ "$word2" = "$word3" ] then echo "Match: words 2 & 3" else echo "No match" fi ●编写smartzip 脚本，测试其功能 #!/bin/bash ftype=`file "$1"` case "$ftype" in "$1: Zip archive"*) unzip "$1" ;; "$1: gzip compressed"*) gunzip "$1" ;; "$1: bzip2 compressed"*)

自控实验第二次报告

实验二典型系统瞬态响应及性能的改善 1.实验目的 1.学习瞬态性能指标的测试技能。 2.掌握参数对系统瞬态指标的测试技能。 3.了解和观测校正装置对系统稳定性及瞬态特性的影响。 2.实验设备 PC 机一台，TD -ACC + 实验系统一套 3.实验内容 1.观测开环传递函数G s 0.5(0.51) K s s +（）= 的典型二阶系统，在不同参数（K=4,5,10）下的阶跃响应。2.观测开环传递函数10 G s 0.5(0.51) s s +（）= 的典型二阶系统，加入校正装置后系统动态性能的改善，并测试性能指标。 4.实验原理 1.典型二阶系统瞬态响应典型二阶系统的传递函数为2B 2G ()21 n n s s s ?ξ?=++，ξ和n ?是决定二阶系统动态性能的两个重要参数，这两个参数的变化会引起系统节约响应的超调量、调节时间等动态性能指标的变化，图2-1是典型二阶模拟系统原理方框图，系统中其他参数不变的情况下，系统放大倍数K 的改变决定了参数ξ和n ?的变化，从而对系统研究动态性能产生影响。系统的开环传递函数为 01()(1) K G s T s T s = +

闭环传递函数为 2 0122 2 2010101 /()()1()2n n n K T T C s K s K R s T T s T s K s s s s T T T ?ξ??Φ====++++++ 无阻尼自然频率n ? 阻尼比 ξ可以看出T 0、T 1一定时，改变K 值就可以改变ξ。当=1ξ时，系统为临界阻尼，1ξ<为欠阻尼，1ξ>为过阻尼，欠阻尼系统比临界阻尼系统更快地达到稳态值，过阻尼系统反应迟钝，所以一般系统大都设计成欠阻尼系统。当0<ξ< 1,即欠阻尼情况时，典型二阶系统的单位阶跃响应为衰减震荡 ()10) (t 0) n t d C t ξ??-=+≥ 峰值时间： t p d π?== 超调量：p %100% e σ-=?调节时间： 4 (=2) s n t ξ?= ?时图2-2是图2-1 的模拟电路图。 2.串联校正装置的设计自动控制系统设计中，在多数情况下，仅仅调整参数并不能使系统性能得到改善，因此，常常引入辅助装置的办法来改善系统性能。本实验是用加入串联校正装置的方法，改善系统的动态性能。未校正系统原理方块图为图2-4所示，为上个实验内容如中K=10的情况

计算机视觉第二次作业实验报告

大学计算机视觉实验报告摄像机标定：振强学号：451 时间：2016.11.23

一、实验目的学习使用OpenCV并利用OpenCV进行摄像机标定，编程实现，给出实验结果和分析。二、实验原理 2.1摄像机标定的作用在计算机视觉应用问题中，有时需要利用二位图像还原三维空间中的物体，从二维图像信息出发计算三维空间物体的几何信息的过程中，三维空间中某点的位置与二维图像中对应点之间的相互关系是由摄像机的几何模型决定的，这些几何模型的参数就是摄像机参数，而这些参数通常是未知的，摄像机标定实验的作用就是通过计算确定摄像机的几何、光学参数，摄像机相对于世界坐标系的方位。 2.2摄像机标定的基本原理 2.2.1摄像机成像模型摄像机成像模型是摄像机标定的基础，确定了成像模型才能确定摄像机外参数的个数和求解的方法。计算机视觉研究中，三维空间中的物体到像平面的投影关系即为成像模型，理想的投影成像模型是光学中的中心投影，也称为针孔模型。实际摄像系统由透镜和透镜组组成，可以由针孔模型近似模拟摄像机成像模型。图2.1 针孔成像 2.2.2坐标变换在实际摄像机的使用过程中，为方便计算人们常常设置多个坐标系，因此空间点的成像过程必然涉及到许多坐标系之间的相互转化，下面主要阐述几个重要坐标系之间的转换关系。

2.2.2.1世界坐标系--摄像机坐标系图2.2 世界坐标系与摄像机坐标系空间关系世界坐标系与摄像机坐标系之间的转换关系为： ????? ? ????????????=???? ????????111w w w T c c c Z Y X O T R Z Y X R 和T 分别是从世界坐标系到摄像机坐标系的旋转变换和平移变换系数，反映的是世界坐标系和摄像机坐标系之间的关系，因此称为外参数。 2.2.2.2物理坐标系--像素坐标系图2.3 像素坐标系