武汉工程大学数字信号处理实验二 时域离散系统及系统响应
实验二时域离散系统及系统响应
一、实验目的
1、掌握求解离散时间系统冲激响应和阶跃响应的方法；
2、进一步理解卷积定理，掌握应用线性卷积求解离散时间系统响应的基本方法；
3、掌握离散系统的响应特点。
二、实验内容
1、请分别用impz 和dstep函数求解下面离散时间系统的冲激响应和阶跃响应。（1）系统的差分方程为：)
y
n
n
x
y
-
=
(n
-
+
y+
n
)2
.0
866
(
(
64
8.0
(
)1
.0
)
a=[1,-0.8,0.64];
b=[0.866,0,0];
n=20;
hn=impz(b,a,n); %冲激响应
gn=dstep(b,a,n); %阶跃响应
subplot(2,1,1),stem(hn,'filled'); %显示冲激响应曲线
title('系统的单位冲激响应');
ylabel('h(n)');xlabel('n');
axis([0,n,1.1*min(hn),1.1*max(hn)]);
subplot(2,1,2),stem(gn,'filled'); %显示阶跃响应曲线
title('系统的单位阶跃响应');
ylabel('g(n)');xlabel('n');
axis([0,n,1.1*min(gn),1.1*max(gn)]);
2
4
6
8
10121416
18
20
-0.4
-0.200.20.40.6
0.8系统的单位冲激响应
h (n )n
2
4
6
8
1012
14
16
18
20
11.21.4
1.6系统的单位阶跃响应
g (n )
n
（2）系统的系统函数为：2
11
15.01)(---+--=z z z z H
a=[1,-1,1]; b=[1,-0.5,0]; n=20;
hn=impz(b,a,n); %冲激响应 gn=dstep(b,a,n); %阶跃响应
subplot(2,1,1),stem(hn,'filled'); %显示冲激响应曲线 title('系统的单位冲激响应');
ylabel('h(n)');xlabel('n');
axis([0,n,1.1*min(hn),1.1*max(hn)]);
subplot(2,1,2),stem(gn,'filled'); %显示阶跃响应曲线 title('系统的单位阶跃响应');
ylabel('g(n)');xlabel('n');
axis([0,n,1.1*min(gn),1.1*max(gn)]);
2
4
6
8
10121416
18
20
-1-0.500.5
1系统的单位冲激响应
h (n )
n
2
4
6
8
1012
14
16
18
20
-0.5
00.51
1.5系统的单位阶跃响应
g (n )
n
2、运行例题2.3，理解卷积过程和程序中每一句的意义。
clf;
nf1=0:20; %f1μ?ê±???òá? f1=0.8.^nf1; lf1=length(f1);
nf2=0:10; % f2μ?ê±???òá?
lf2=length(nf2); %è?f2μ?ê±???òá?μ?3¤?è f2=ones(1,lf2); lmax=max(lf2,lf1);
if lf2>lf1 nf2=0;nf1=lf2-lf1;
elseif lf2 lt=lmax; u=[zeros(1,lt),f2,zeros(1,nf2),zeros(1,lt)]; t1=(-lt+1:2*lt); f1=[zeros(1,2*lt),f1,zeros(1,nf1)]; hf1=fliplr(f1); N=length(hf1); y=zeros(1,3*lt); for k=0:2*lt p=[zeros(1,k),hf1(1:N-k)]; y1=u.*p yk=sum(y1); y(k+lt+1)=yk; subplot(4,1,1);stem(t1,u); subplot(4,1,2);stem(t1,p); subplot(4,1,3);stem(t1,y1); subplot(4,1,4);stem(k,yk); axis([-20,50,0,5]);hold on pause(1); %í￡?ù1???ó end -20-10 10 20 30 40 50 00.51-20-10 10 20 30 40 50 00.51-20-10 10 20 30 40 50 -10 1-20 -1001020304050 05 3、利用第1题求得的系统冲激响应求解系统在激励)3()(-=n u n x 下的响应。 a=[1,-0.8,0.64]; b=[0.866,0,0]; yi=[0 0]; xi=0; xic=filtic(b,a,yi,xi); n=20; hn=impz(b,a,n); %3??¤?ìó| subplot(2,1,1),stem(hn,'filled'); %??ê?3??¤?ìó|?ú?? title('?μí3μ?μ￥??3??¤?ìó|'); ylabel('h(n)');xlabel('n'); axis([0,n,1.1*min(hn),1.1*max(hn)]); subplot(2,1,2) f=[0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ]; Y1=conv(hn,f); stem(Y1,'filled'); axis([0,20,-1,2]); 2 4 6 8 1012 14 16 18 20 -0.4 -0.200.20.40.6 0.8系统的单位冲激响应 h (n ) n 02468101214161820 -1 1 2 a=[1,-1,1]; b=[1,-0.5,0]; n=20; hn=impz(b,a,n); %3??¤?ìó| subplot(2,1,1),stem(hn,'filled'); %??ê?3??¤?ìó|?ú?? title('?μí3μ?μ￥??3??¤?ìó|'); ylabel('h(n)');xlabel('n'); axis([0,n,1.1*min(hn),1.1*max(hn)]); subplot(2,1,2) f=[0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ]; Y1=conv(hn,f); stem(Y1,'filled'); axis([0,20,-1,2]); 2 4 6 8 1012 14 16 18 20 -1-0.500.5 1系统的单位冲激响应 h (n ) n 02468101214161820 -1 1 2 思考题 1、利用impz 和dstep 函数时，m b 和k a 系数在编写程序时要注意什么？ 答：m b 和k a 要注意看清序列的个数，如b=[1,-0.5,0];不要将最后一个0忘了。 MATLAB 中提供的conv 卷积函数在使用中应满足什么条件？若条件不能满足，应如何处理？ 答：MATLAB 中提供的conv 卷积函数在使用中应满足函数中的序列个数有限 武汉工程大学数字信号处理实验报告一 专业班级：14级通信03班 学生姓名：秦重双 学号：1404201114 实验时间：2017年5月2日 实验地点：4B315 指导老师：杨述斌 实验一 MATLAB软件使用 一、实验目的 1、熟悉MATLAB软件环境； 2、熟悉MATLAB的常用运算符； 3、了解MATLAB的一些常用函数特别是信号处理常用的函数； 二、实验内容 1、浏览MATLAB软件的窗口和菜单。 2、在命令窗口输入help和要查询的函数名称，就可以得到相应的帮助信息；直接用菜单中 的help，可以查到更详细的信息。 2、MATLAB中的固定变量： ans:在没有定义变量名时，系统默认变量名为ans; pi:表示 。 exp：表示数学中的e。 3、复数表示：如a+i*b或a+j*b，虚数用i和j表示。 4、请用help查看以下运算操作符的功能： ＋－ * / \ ^ ‘； .* ./ .\ .^ .’； & | ～ xor；～＝ 完成下列操作，记录运算结果，并说明具体的运算功能： 输入矩阵 x=[1,2]，y=[3,4]，x’*y，回车； 输入x.*y，回车； 输入x.^y，回车； 输入2^3，回车； 5、请建立一个4×4的矩阵，矩阵中的元数值自定。要求写下输入的指令并记录结果； 6、本课程实验中常用的基本函数： （1）输入a=3＋4*j,b=abs(a),记录运算结果，说出函数abs()的功能； abs为取复数X的模 （2）输入a=3＋3*j,b=angle(a),记录运算结果，说出函数angle()的功能； angle（）为X的相位 （3）zeros(m,n)，m和n为正整数，请输入参数并记录结果，然后确定该函数的功能； m=2，n=3，即为两行三列的零矩阵 （4）ones(m,n)，m和n为正整数，请输入参数并记录结果，然后确定该函数的功能； m=3，n=2为两行三列的一矩阵 （5）y=conv(x1,h1)，输入help conv查看该函数的功能，并用讲过的例题或作业题来验证，请写下指令程序并记录结果； 武汉工程大学 实验报告 专业 班号 组别 指导教师 姓名 学号 实验名称 线性系统时域响应分析 一、实验目的 1．熟练掌握step( )函数和impulse( )函数的使用方法，研究线性系统在单位阶跃、单位脉冲及单位斜坡函数作用下的响应。 2．通过响应曲线观测特征参量ζ和n ω对二阶系统性能的影响。 3．熟练掌握系统的稳定性的判断方法。 二、实验内容 1．观察函数step( )和impulse( )的调用格式，假设系统的传递函数模型为 1 4647 3)(2 342++++++=s s s s s s s G 可以用几种方法绘制出系统的阶跃响应曲线试分别绘制。 2．对典型二阶系统 2 22 2)(n n n s s s G ωζωω++= 1）分别绘出)/(2s rad n =ω，ζ分别取0,,,和时的单位阶跃响应曲线，分析参数ζ对系统的影响，并计算ζ=时的时域性能指标ss s p r p e t t t ,,,,σ。 2）绘制出当ζ=, n ω分别取1,2,4,6时单位阶跃响应曲线，分析参数n ω对系统的影响。 3．系统的特征方程式为010532234=++++s s s s ，试用两种判稳方式判别该系统的稳定性。 4．单位负反馈系统的开环模型为 ) 256)(4)(2()(2++++= s s s s K s G 试用劳斯稳定判据判断系统的稳定性，并求出使得闭环系统稳定的K 值范围。 三、实验结果及分析 1．观察函数step( )和impulse( )的调用格式，假设系统的传递函数模型为 14647 3)(2342++++++=s s s s s s s G 可以用几种方法绘制出系统的阶跃响应曲线试分别绘制。 方法一：用step( )函数绘制系统阶跃响应曲线。 程序如下： num=[0 0 1 3 7]; den=[1 4 6 4 1]; t=0::10; step(num,den) grid xlabel('t/s'),ylabel('c(t)') title('Unit-step Response of G(s)=s^2+3s+7/(s^4+4s^3+6s^2+4s+1)') Unit-step Response of G(s)=s 2+3s+7/(s 4+4s 3+6s 2+4s+1) t/s (sec) c (t ) 方法二：用impulse( )函数绘制系统阶跃响应曲线。 程序如下： num=[0 0 0 1 3 7 ]; den=[1 4 6 4 1 0]; t=0::10; impulse(num,den) grid xlabel('t/s'),ylabel('c(t)') title('Unit-impulse Response of G(s)/s=s^2+3s+7/(s^5+4s^4+6s^3+4s^2+s)') 实验名称：Matlab 的基本操作与编程 一、实验目的： 1）熟悉MATLAB 软件的运行环境和基本操作 2）掌握MATLAB 矩阵的输入方式、元素的提取与组合 3）掌握数值运算。 4）掌握MATLAB 软件的绘图功能 5）掌握M 函数的编写。 二、实验内容： 1）启动MATLAB 软件，观察其界面组成及操作方法，了解各部分的功能 2）使用基本的MATLAB 命令，并观察记录执行结果 帮助、查询信息类命令：Demo 、help 、who 、whos 显示、记录格式等命令：clc 、clear 、format 尝试一下其他的命令（dos 命令） 3）生成一个5阶魔方矩阵，并提取其第（3、4、5）行，第（2、3、4）列构成的新的矩阵 5）用命令行方式求解下式的值 4 2 cos lim 2 2x x e x -→（提示使用syms x 定义一个符号，使用limit 函数） 6）MATLAB 的绘图 （1） 二维绘图命令plot ：画出,sin x y =在]2,0[π∈x 上的图形 （2） 三维绘图命令plot3： 画出三维螺旋线 ?? ? ??===t z t y t x cos sin ，]4,0[π∈t 的图形． mesh 命令：绘制) 2(22y x e z +-=，在]5,5[-∈x ，]5,5[-∈y 区间的曲面 7）编写M 函数 利用程序流程控制语句编写一个函数myfactorial （n ），实现n ！（阶乘）。要求使用help 命令可以列出相关的帮助信息。 三、实验结果及分析 实验名称：典型闭环系统的数字仿真及计算机解题 一、实验目的： 1）熟悉典型闭环的仿真过程 2）掌握MATLAB 编程实现典型闭环环节仿真 3）利用典型闭环环节仿真程序解题。 4）掌握MATLAB 下对控制系统进行时域、频域和根轨迹的分析 二、实验内容： 1）编写典型环节阶跃响应函数 典型环节冲击响应函数function [yout,t] = my_step(num,den,v,t0,tf,h,R,n) 输入参数： num ：传递函数的分子系数向量 den ：传递函数的分母系数向量 v ：反馈比例系数 t0：仿真起始时间 tf ：仿真终止时间 h ：仿真步长 R:阶跃幅值 n:系统阶次 输出参数： yout ：响应输出 t ：时间向量 2）用上述函数分析以下系统，同时用simulink 分析该系统，并比较其结果。 3）被控对象的传递函数为 )20030(400 )(2++= S S S s G ，用simulin 建模并分 析其单位阶跃响应。用MATLAB 命令绘出其伯德图和根轨迹图。 成绩 北京航空航天大学 自动控制原理实验报告 学院机械工程及自动化学院 专业方向机械工程及自动化 班级 学号 学生姓名刘帆 自动控制与测试教学实验中心 实验一 一、二阶系统的电子模拟及时域响应的动态测试 实验时间2014年11月15日 实验编号 同组同学 一、实验目的 1、 了解一、二阶系统阶跃响应及其性能指标与系统参数之间的关系。 2、 学习在电子模拟机上建立典型环节系统模型的方法。 3、 学习阶跃响应的测试方法。 二、实验内容 1、 建立一阶系统的电子模型,观测并记录在不同时间常数T 时的跃响应曲线,并测定其过渡过程时间T s 。 2、 建立二阶系统的电子模型,观测并记录在不同阻尼比ζ时的跃响应曲线,并测定其超调量σ%及过渡过程时间T s 。 三、实验原理 1、一阶系统阶跃响应性能指标的测试 系统的传递函数为:()s ()1 C s K R s Ts φ=+（）= 模拟运算电路如下图 : 其中2 1 R K R = ,2T R C =;在实验中，始终保持21,R R =即1K =，通过调节2R 和C 的不同取值，使得T 的值分别为0.2,0.51,1.0。记录实验数据，测量过度过程的性能指标，其中取正负5%误差带，按照经验公式取3s t T = 2、二阶系统阶跃响应性能指标的测试 系 统 传递函数为： 令ωn=1弧度/秒，则系统结构如下图： 二阶系统的 模拟电路图如下： 在实验过程中，取22321,1R C R C ==，则 442312R R C R ζ==，即42 12R C ζ=；在实验当中取123121,1R R R M C C F μ===Ω==，通过调整4R 取不同的值，使得ζ分别为0.25,0.5,0.707,1；记录所测得的实验数据以及其性能指标，取正负5%误差 带，其中当ζ<1时经验公式为2 1 3.5 %100%,s n e t ζσζω- -=?= ，当ζ=1时经验公式 为n 4.75 ts ω= 四、试验设备： 1、HHMN-1型电子模拟机一台。 2、PC 机一台。 3、数字万用表一块。 4、导线若干。 电子科技大学中山学院学生实验报告系别：机电工程学院专业：课程名称：自动控制原理实验 一、目的要求 1．研究二阶系统的特征参量 (ξ、ωn) 对过渡过程的影响。 2．研究二阶对象的三种阻尼比下的响应曲线及系统的稳定性。 3．熟悉 Routh 判据，用 Routh 判据对三阶系统进行稳定性分析。 二、实验设备 PC机一台，TD—ACC教学实验系统一套 三、实验原理及内容 1．典型的二阶系统稳定性分析 (1) 结构框图：如图所示。 图 (2) 对应的模拟电路图：如图所示。 图 电子科技大学中山学院学生实验报告 系别：机电工程学院专业：课程名称：自动控制原理实验班级：姓名：学号：组别： 实验名称：实验时间： 学生成绩：教师签名：批改时间： (3) 理论分析 系统开环传递函数为： ；开环增益： (4) 实验内容 先算出临界阻尼、欠阻尼、过阻尼时电阻 R 的理论值，再将理论值应用于模拟电路中， 观察二阶系统的动态性能及稳定性，应与理论分析基本吻合。在此实验中(图， 系统闭环传递函数为： 其中自然振荡角频率： 2．典型的三阶系统稳定性分析 (1) 结构框图：如图所示。 电子科技大学中山学院学生实验报告 系别：机电工程学院专业：课程名称：自动控制原理实验班级：姓名：学号：组别： 实验名称：实验时间： 学生成绩：教师签名：批改时间： 电子科技大学中山学院学生实验报告 系别：机电工程学院专业：课程名称：自动控制原理实验 电子科技大学中山学院学生实验报告 系别：机电工程学院专业：课程名称：自动控制原理实验 电子科技大学中山学院学生实验报告 系别：机电工程学院专业：课程名称：自动控制原理实验 实验报告 实验名称典型系统的时域响应和稳定性分析系信息院专业班 姓名学号授课老师预定时间实验时间实验台号 一、目的要求 1．研究二阶系统的特征参量(ξ、ωn) 对过渡过程的影响。 2．研究二阶对象的三种阻尼比下的响应曲线及系统的稳定性。 3．熟悉Routh 判据，用Routh 判据对三阶系统进行稳定性分析。 二、原理简述 1．典型的二阶系统稳定性分析 (1) 结构框图：如图所示。 (2) 理论分析 系统开环传递函数为： 开环增益 2．典型的三阶系统稳定性分析 (1) 结构框图：如图所示。 (2) 理论分析 系统开环传递函数为： 系统的特征方程为: 三、仪器设备 PC 机一台，TD-ACC+(或TD-ACS)教学实验系统一套。 四、线路示图 1．典型的二阶系统稳定性分析 2．典型的三阶系统稳定性分析 五、内容步骤 1．典型的二阶系统稳定性分析 实验内容： 先算出临界阻尼、欠阻尼、过阻尼时电阻R 的理论值，再将理论值应用于模拟电路中，观察二阶系统的动态性能及稳定性，应与理论分析基本吻合。 系统闭环传递函数为： 其中自然振荡角频率： 阻尼比： 2．典型的三阶系统稳定性分析 实验内容 实验前由Routh 判断得Routh 行列式为： 为了保证系统稳定，第一列各值应为正数，所以有 实验步骤： 1．将信号源单元的“ST”端插针与“S”端插针用“短路块”短接。由于每个运放单元均设置了锁零场效应管，所以运放具有锁零功能。将开关设在“方波”档，分别调节调幅和调频电位器，使得“OUT”端输出的方波幅值为1V，周期为10s 左右。 2. 典型二阶系统瞬态性能指标的测试 (1) 按模拟电路图1.2-2 接线，将1 中的方波信号接至输入端，取R = 10K。 (2) 用示波器观察系统响应曲线C(t)，测量并记录超调MP、峰值时间tp 和调节时间tS。 (3) 分别按R = 50K；160K；200K；改变系统开环增益，观察响应曲线C(t)，测量并记录性能指标MP、tp 和tS，及系统的稳定性。并将测量值和计算值进行比较(实验前必须按公式计算出)。将实验结果填入表1.2-1 中。表1.2-2 中已填入了一组参考测量值，供参照。3．典型三阶系统的性能 (1) 按图1.2-4 接线，将1 中的方波信号接至输入端，取R = 30K。 (2) 观察系统的响应曲线，并记录波形。 (3) 减小开环增益(R = 41.7K；100K)，观察响应曲线，并将实验结果填入表1.2-3 中。表1.2-4 中已填入了一组参考测量值，供参照。 六、数据处理 典型的二阶系统稳定性分析波形 实验二 典型二阶系统的时域响应与性能分析 一、实验目的 1、研究二阶系统的特征参量（ζ, ωn ）对过渡过程的影响。 2、研究二阶对象的三种阻尼比下的响应曲线及系统的稳定性。 二、实验设备 PC 机一台，TD-ACS 教学实验系统一套。 三、实验原理 典型二阶系统开环传递函数为：) 1()1()(101101 += += s T s T K s T s T K s G ；其中，开环放大系数01K K = 。系统方块图与模拟电路如图2-1与图2-2所示。 图2-1典型二阶系统方块图 图2-2模拟电路图 先算出临界阻尼、欠阻尼、过阻尼时电电阻R 的理论值，再将理论值应用于模拟电路 中，观察二阶系统的动态性能及稳定性。 设R T K K s T T s T 200,2.0,10 1 10== ===， 系统闭环传递函数为： 2 222 221)()(n n n s s T K s T s T K K s Ts K s R s C ωζωω++=+ +=++= 其中，自然振荡频率：R T K n 10 10 == ω 阻尼比：4 102521R T K T n = = = ωζ 典型二阶系统的瞬态性能指标： 超调量：2 1%ζζπ δ--=e 峰值时间：2 1ζ ωπ-= n p t 峰值时间的输出值：2 11)(ζζπ -=+=e t C p 调节时间： 1）欠阻尼10<<ζ，???????=?=?≈5324 ，，t n n s ζωζω 2）临界阻尼1=ζ，???????=?=?≈575.4284 .5，，t n n s ωω 3）过阻尼1>ζ，? ??=?=?≈532 411，p ，p t s ，1p -与2p -为二阶系统两个互异的 负实根12 2,1-±-=-ζ ωζωn n p ，21p p ->>-，过阻尼系统可由距离虚轴较近的极点 1p -的一阶系统来近似表示。 实验二--典型系统的时域响应分析实验仿真报告答案 实验二典型系统的时域响应分析 1. 实验目的 1) 通过用MATLAB 及SIMULINK 对控制系统的时域分析有感性认识。 2) 明确对于一阶系统，单位阶跃信号、单位斜坡信号以及单位脉冲信号的响应曲线图。 3) 对于二阶系统阶跃信号的响应曲线图以及不同阻尼比、不同自然角频率取值范围的二阶系统曲线比较图。 4) 利用MATLAB 软件来绘制高阶控制系统的零极点分布图，判断此系统是否有主导极点，能否用低阶系统来近似，并将高阶系统与低阶系统的阶跃响应特性进行比较 5）编制简单的M文件程序。 2. 实验仪器 PC计算机一台，MATLAB软件1套 3. 实验内容 1）一阶系统的响应 （1) 一阶系统的单位阶跃响应 在SIMULINK 环境下搭建图1的模型，进行仿 真，得出仿真曲线图。 理论分析：C（s）=1/[s(0.8s+1)]由拉氏反变换得h(t)=1-e^(-t/0.8) (t>=0) 由此得知，图形是一条单调上升的指数曲线，与理论分析相符。 （2) 一阶系统的单位斜坡响应 在SIMULINK环境下搭建图2的模型，将示波器横轴终值修改为12进行仿真，得出仿真曲线图。 理论分析：C（s）=1/[s^2(4s+1)]可求的一阶系统的单位斜坡响应为c(t)=(t-4)+4e^(-t/4) e(t)=r(t)-c(t)=4-4e^(-t/4) 当t=0时，e(t)=0,当趋于无穷时，误差趋于常值4. 3）一阶系统的单位脉冲响应 在medit 环境下，编译一个.m 文件，利用impulse（）函数可以得出仿真曲线图。此处注意分析在SIMULINK 环境中可否得到该曲线图。 武汉工程大学 计算机科学与工程学院认识实习报告 专业 计算机科学与技术（计算机工程方向） 班级 学号 学生姓名 指导教师 实习时间 实习成绩 武汉工程大学计算机科学与工程学院制 说明： 1、实习指导教师由学院校内教师担任，负责组织实习、学生管理、参加实 习答辩、实习成绩评定、给出实习评语等工作。 2、实习报告由武汉工程大学计算机科学与工程学院提供基本格式（适用于 学院各专业），各专业教研室和指导教师可根据本专业特点及实习内容做适当的调整，学生须按指导教师下达的实习报告格式认真进行填写。 3、实习成绩由指导教师根据学生的实习情况给出各项分值及总评成绩。 4、指导教师评语一栏由实习指导教师（校内教师）就学生在整个实习期间 的表现给出客观、全面的评价，包括实习期间的表现、实习报告的质量、实习答辩的情况等。 5、学生必须参加实习答辩，凡不参加实习答辩者，实习成绩一律按不及格 处理。实习答辩小组应由2人及以上教师组成，其中校内指导教师必须参加，否则视作无效答辩。 6、实习报告正文字数应不少于5000字，实习日记字数不少于200字/天。 7、实习报告正文中实习目的与任务、实习地点、实习内容和要求等项，可 由指导教师统一给出（自主实习除外）。学生自主实习的，可根据实习的情况自行填写以上内容。 8、自主实习的学生还应提供由实习单位出具的实习鉴定表（复印件），与实 习报告一起装订，作为参加实习答辩和评定成绩的依据。 学生姓名：学号：班级： 指导教师评语 一、实习目的与任务 计算机科学与技术专业认识实习是学生在完成基础课学习转入到专业课学习阶段的一个极其重要的实践教学环节。其目的是通过参观和听取专业报告等多种方式，使学生了解本专业相关领域的发展现状，相关产品的研发过程和管理手段。具体任务包括： 1、了解计算机、网络通信等相关领域的发展现状和最新科研成果，以及在生产科研中的应用； 2、巩固学生的理论知识，培养学生的实践能力、创新能力，拓宽学生视野，树立努力学习专业知识的信心，并为学习后续课程打下一定的实践基础； 3、增强劳动观念，树立正确的劳动观和价值观。 二、实习地点 东软软件股份有限公司大连分公司 三、实习内容和要求 1、参观武汉烽火集团有限公司展厅，听取基地指导教师的介绍，了解我国光信息及通信 产业的发展现状、产品的研发过程。 2、在武汉锐诺斯科技有限公司，了解国际宽幅打印机的开发流程及发展动态。 3、在鑫人达电子有限公司，参观自动化焊接生产线，波峰焊接设备和全自动源器件切片； 全自动回流焊接设备。 4、听取专家报告，了解计算机教育相关知识，了解计算机信息技术最新研究动态，了解 国家重点实验室相关技术。 5、实习期间，每天需记实习日记（最好手写），字数不少于200字/天，内容包括：时间、 地点、主要实习内容等。实习结束后，撰写认识实习报告（模版打印）。 学生学号0121210680117 实验课成绩 武汉理工大学 学生实验报告书 实验课程名称《计算机网络》 开课学院计算机科学与技术学院 指导老师姓名周兰采 学生姓名柏扬 学生专业班级软件1201 2013 —2014 学年第二学期 实验课程名称：计算机网络 实验项目名称获取网卡的MAC地址实验成绩 实验者专业班级组别 同组者实验日期 第一部分：实验分析与设计（可加页） 一、实验内容描述（问题域描述） 实验内容：编程获取以太网适配器的MAC地址。 二、实验基本原理与设计（包括实验方案设计，实验手段的确定，试验步骤等，用硬件逻辑或 者算法描述） 实验原理： 在系统的cmd命令提示符中，我们输入ipconfig/all就可以看到本机上所有的适配器的具体内容如媒体状态、连接特定的DNS后缀、描述、物理地址、DHCP 已启用、自动配置已启用信息。本实验是运用匹配的思想，先通过，在寻找匹配字符串物理地址，找到了就将：后面位置的内容赋值给mac，作为MAC地址，然后再主函数中输出即可。 实验代码如下： package socket; import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStreamReader; public class SystemTool { /** *@return mac地址 */ public static String getWindowsMACAddress() { String mac = null; BufferedReader bufferedReader = null; Process process = null; try { process = Runtime.getRuntime().exec("ipconfig /all");// windows 下的命令，显示信息中包含有mac地址信息 bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream())); String line = null; 自动控制原理课程实验报告 实验题目： 典型系统的时域响应和稳定性分析 1 实验目的 1．研究二阶系统的特征参量 (ξ、ωn) 对过渡过程的影响。 2．研究二阶对象的三种阻尼比下的响应曲线及系统的稳定性。 3．熟悉 Routh 判据，用 Routh 判据对三阶系统进行稳定性分析 2 实验设备 PC 机一台，TD-ACC+实验系统一套。 3 基本原理、内容、结果及分析： 3.1 基本原理 1．典型的二阶系统稳定性分析 (1) 结构框图：如图1.2-1 所示。 (2) 理论分析 系统开环传递函数为： 开环增益 2．典型的三阶系统稳定性分析 (1) 结构框图：如图1.2-3 所示。 系统开环传递函数为： 系统的特征方程为: 3.2内容 1．典型的二阶系统稳定性分析 2．典型的三阶系统稳定性分析 3.3步骤 1．典型的二阶系统稳定性分析 实验内容： 先算出临界阻尼、欠阻尼、过阻尼时电阻 R 的理论值，再将理论值应用于模拟电路中， 观察二阶系统的动态性能及稳定性，应与理论分析基本吻合。在此实验中(图 1.2-2)， 其中自然振荡角频率： 阻尼比： 2．典型的三阶系统稳定性分析 实验内容 实验前由Routh 判断得Routh 行列式为： 为了保证系统稳定，第一列各值应为正数，所以有 实验步骤 1． 将信号源单元的“ST ”端插针与“S ”端插针用“短路块”短接。由于每个运放单元均设置了锁 零场效应管，所以运放具有锁零功能。将开关设在“方波”档，分别调节调幅和调频电位器，使得 “OUT ”端输出的方波幅值为1V ，周期为10s 左右。 2. 典型二阶系统瞬态性能指标的测试 (1) 按模拟电路图1.2-2 接线，将1 中的方波信号接至输入端，取R = 10K 。 (2) 用示波器观察系统响应曲线C(t)，测量并记录超调MP 、峰值时间tp 和调节时间tS 。 (3) 分别按R = 50K ；160K ；200K ；改变系统开环增益，观察响应曲线C(t)，测量并记录性能指标MP 、 tp 和tS ，及系统的稳定性。并将测量值和计算值进行比较 (实验前必须按公式计算出)。将实验结果 填入表1.2-1 中。表1.2-2 中已填入了一组参考测量值，供参照。 3．典型三阶系统的性能 武汉工程大学实验报告 专业 自动化 班号 组别 指导教师 姓名 同组者 1．熟悉MATLAB 桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK 功能模块的使用方法。 2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。 按下列各典型环节的传递函数，建立相应的SIMULINK 仿真模型，观察并记录其单位阶跃响应波形。 ① 比例环节1)(1=s G 和2)(1=s G ； 比例环节1)(1=s G 因为1)(1=s G ,所以由拉普拉斯变换得到y （t ）=x （t ）,故得到的图像为单位阶跃曲线。 2)(1=s G 因为2)(1=s G ，由拉普拉斯变换得到y （t ）=2x （t ），所以曲线为单位阶跃曲线的2倍。 ② 惯性环节1 1)(1+= s s G 和1 5.01)(2+= s s G 1 1)(1+= s s G 1 5.01)(2+= s s G ③ 积分环节s s G 1)(1= ④ 微分环节s s G =)(1 由s s G =)(1，所以==)()()(s X s G s Y 1，，由反拉普拉斯变换得到一个单位冲击函数，所以图像为一条直线。 ⑤ 比例+微分环节（PD ）2)(1+=s s G 和1)(2+=s s G （PD ）2)(1+=s s G 1)(2+=s s G 由==)()()(s X s G s Y s 11+，进行反拉氏变换后得=)(t y 1，为常数函数，一条直线，比上图 变化小了一点。 ⑥ 比例+积分环节（PI ）s s G 11)(1+=和s s G 21 1)(2+= （PI ）s s G 11)(1+= s s G 21 1)(2+= 系别：机电工程学院专业：课程名称：自动控制原理实验班级：姓名：学号：组别： 实验名称：典型系统的时域响应和稳定性分析实验时间： 学生成绩：教师签名：批改时间： 一、目的要求 1．研究二阶系统的特征参量 (ξ、ωn) 对过渡过程的影响。 2．研究二阶对象的三种阻尼比下的响应曲线及系统的稳定性。 3．熟悉 Routh 判据，用 Routh 判据对三阶系统进行稳定性分析。 二、实验设备 PC机一台，TD—ACC教学实验系统一套 三、实验原理及内容 1．典型的二阶系统稳定性分析 (1) 结构框图：如图 1.2-1 所示。 图1.2-2 (2) 对应的模拟电路图：如图 1.2-2 所示。 图1.2-2 系别：机电工程学院专业：课程名称：自动控制原理实验班级：姓名：学号：组别： 实验名称：实验时间： 学生成绩：教师签名：批改时间： (3) 理论分析 系统开环传递函数为： ；开环增益： (4) 实验内容 先算出临界阻尼、欠阻尼、过阻尼时电阻 R 的理论值，再将理论值应用于模拟电路中， 观察二阶系统的动态性能及稳定性，应与理论分析基本吻合。在此实验中(图 1.2-2)， 系统闭环传递函数为： 其中自然振荡角频率： 2．典型的三阶系统稳定性分析 (1) 结构框图：如图 1.2-3 所示。 系别：机电工程学院专业：课程名称：自动控制原理实验班级：姓名：学号：组别： 实验名称：实验时间： 学生成绩：教师签名：批改时间： 图 1.2-3 (2)模拟电路图：如图1.2-4 所示。 图 1.2-4 (3)理论分析： 系统的特征方程为: (4)实验内容： 实验前由Routh 判断得Routh 行列式为： 武汉工程大学 计算机科学与工程学院 《数字图像处理》实验报告 3.掌握绘制灰度直方图的方法，理解灰度直方图的灰度变换及均衡化的方法。 灰度直方图的横坐标是灰度级，纵坐标是该灰度级出现的频度，它是图像最基本的统计特征。依据定义，在离散形式下， 用rk 代表离散灰度级，用pr(rk)代表pr(r)，并且有下式成立： n n r P k k r = )( 1,,2,1,010-=≤≤l k r k Λ (1-1) 式中：nk 为图像中出现rk 级灰度的像素数，n 是图像像素总数，而nk/n 即为频数。 (a) Lena 图像 (b) Lena 图像的直方图 图1-1 Lena 图像及直方图 直方图均衡化处理是以累积分布函数变换法为基础的直方图修正法。假定变换函数为 ωωd p r T s r r )()(0 ?== (1-2) 当灰度级是离散值时，可用频数近似代替概率值，即 1,,1,010)(-=≤≤= l k r n n r p k k k r Λ (1-3) 式中：l 是灰度级的总数目，pr(rk)是取第k 级灰度值的概率，nk 是图像中出现第k 级灰度的次数，n 是图像中像素总数。 所以式(1-2)可以表示为 1,,1,01 0) ()(0 -=≤≤== =∑∑==l k r r p n n r T s j k j j r k j j k k Λ (1-4) 灰度线性变换，假定原图像f(x, y)的灰度范围为［a, b ］，希望变换后图像g(x, y)的灰度范围扩展至［c, d ］，则线性变换可表示为 c a y x f a b c d y x g +---= ]),([),( (1-5) (a) 原始图像 (b) 灰度变换后的图像 图1-2线性灰度变换 MATLAB 是集数值计算，符号运算及图形处理等强大功能于一体的科学计算语言。作为强大的科学计算平台，它几乎能够满足所有的计算需求。MATLAB 全称是Matrix Laboratory （矩阵实验室），一开始它是一种专门用于矩阵数值计算的软件，从这一点上也可以看出，它在矩阵运算上有自己独特的特点。MATLAB 软件具有很强的开放性和适用性。在保持内核不变的情况下，MATLAB 可以针对不同的应用学科推出相应的工具箱(toolbox)。目前，MATLAB 已经把工具箱延伸到了科学研究和工程应用的诸多领域，诸如数据采集、概率统计、信号处理、图像处理和物理仿真等，都在工具箱（Toolbox ）家族中有自己的一席之地。在实验中我们主要用到MATLAB 提供图像处理工具箱（Image Processing Toolbox ）。 三．实验提示 1.MATLAB 与数字图像处理 实际上MATLAB 中的绝大多数的运算都是通过矩阵这一形式进行的。这一特点也就决定了MATLAB 在处理数字图像上的独特优势。理论上讲，图像是一种二维的连续函数，然而在计算机上对图像进行数字处理的时候，首先必须对其在空间和亮度上进行数字化，这就是图像的采样和量化的过程。二维图像进行均匀采样，就可以得到一幅离散化成M ×N 样本的数字图像，该数字图像是一个整数阵列，因而用矩阵来描述该数字图像是最直观最简便的了。而MATLAB 的长处就是处理矩阵运算，因此用MATLAB 处理数字图像非常的方便。 MATLAB 支持五种图像类型，即索引图像、灰度图像、二值图像、RGB 图像和多帧图像阵列；支持BMP 、GIF 、HDF 、JPEG 、PCX 、PNG 、TIFF 、XWD 、CUR 、ICO 等图像文件格式的读，写和显示。MATLAB 对图像的处理功能主要集中在它的图像处理工具箱（Image Processing Toolbox ）中。图像处理工具箱是由一系列支持图像处理操作的 学生实验报告书 实验课程名称算法设计与分析开课学院计算机科学与技术学院 指导教师姓名李晓红 学生姓名 学生专业班级软件工程zy1302班2015-- 2016学年第一学期 实验课程名称：算法设计与分析 同组者实验日期2015年10月20日第一部分：实验分析与设计 一．实验内容描述（问题域描述） 1、利用分治法，写一个快速排序的递归算法，并利用任何一种语言，在计算机上实现，同时 进行时间复杂性分析； 2、要求用递归的方法实现。 二.实验基本原理与设计（包括实验方案设计，实验手段的确定，试验步骤等，用硬件逻辑或者算法描述） 本次的解法使用的是“三向切分的快速排序”，它是快速排序的一种优化版本。不仅利用了分治法和递归实现，而且对于存在大量重复元素的数组，它的效率比快速排序基本版高得多。 它从左到右遍历数组一次，维护一个指针lt使得a[lo..lt-1]中的元素都小于v，一个指针gt 使得a[gt+1..hi]中的元素都大于v，一个指针i使得a[lt..i-1]中的元素都等于v，a[i..gt]中的元素都还未确定，如下图所示： public class Quick3way { public static void sort(Comparable[] a, int lo, int hi) { if (lo >= hi) return; int lt = lo, i = lo + 1, gt = hi; Comparable pivot = a[lo]; 第二部分：实验调试与结果分析 一、调试过程（包括调试方法描述、实验数据记录，实验现象记录，实验过程发现的问题等） 1、调试方法描述： 对程序入口进行断点，随着程序的运行，一步一步的调试，得到运行轨迹； 2、实验数据： "R", "B", "W", "W", "R", "W", "B", "R", "R", "W", "B", "R"； 3、实验现象： 4、实验过程中发现的问题： （1）边界问题： 在设计快速排序的代码时要非常小心，因为其中包含非常关键的边界问题，例如： 什么时候跳出while循环，递归什么时候结束，是对指针的左半部分还是右半部分 排序等等； （2）程序的调试跳转： 在调试过程中要时刻记住程序是对那一部分进行排序，当完成了这部分的排序后， 会跳到哪里又去对另外的那一部分进行排序，这些都是要了然于心的，这样才能准 确的定位程序。 二、实验结果分析（包括结果描述、实验现象分析、影响因素讨论、综合分析和结论等） 1、实验结果： 实验二典型系统的时域响应分析 1. 实验目的 1) 通过用MATLAB 及SIMULINK 对控制系统的时域分析有感性认识。 2) 明确对于一阶系统，单位阶跃信号、单位斜坡信号以及单位脉冲信号的响应曲线图。 3) 对于二阶系统阶跃信号的响应曲线图以及不同阻尼比、不同自然角频率取值范围的二阶系统曲线比较图。 4) 利用MATLAB 软件来绘制高阶控制系统的零极点分布图，判断此系统是否有主导极点，能否用低阶系统来近似，并将高阶系统与低阶系统的阶跃响应特性进行比较5）编制简单的M文件程序。 2. 实验仪器 PC计算机一台，MATLAB软件1套 3. 实验内容 1）一阶系统的响应 （1) 一阶系统的单位阶跃响应 在SIMULINK 环境下搭建图1的模型，进行仿真，得出仿真曲线图。 理论分析：C（s）=1/[s(0.8s+1)]由拉氏反变换得h(t)=1-e^(-t/0.8) (t>=0) 由此得知，图形是一条单调上升的指数曲线，与理论分析相符。 （2) 一阶系统的单位斜坡响应 在SIMULINK环境下搭建图2的模型，将示波器横轴终值修改为12进行仿真，得出仿真曲线图。 理论分析：C（s）=1/[s^2(4s+1)]可求的一阶系统的单位斜坡响应为c(t)=(t-4)+4e^(-t/4) e(t)=r(t)-c(t)=4-4e^(-t/4) 当t=0时，e(t)=0,当趋于无穷时，误差趋于常值4. 3）一阶系统的单位脉冲响应 在medit 环境下，编译一个.m 文件，利用impulse（）函数可以得出仿真曲线图。此处注意分析在SIMULINK 环境中可否得到该曲线图。 目录 前言 ......................................................... 2 第一章预备 篇 ...................................................... 3 第一部分安全用电常识 ........................................ 3 第二部分仪表仪器的使用 ...................................... 4 第三部分电子元件的认知与使用 ................................ 5 第四部分手工焊接工 艺 (13) (一工具介绍 . (13) (二焊接原理 (14) (三焊接方法 (14) (四焊接中常见的错误 (16) (五不同类型杂件的焊接 (16) (六焊接后的检查 (16) (七常见焊接点 (17) (八拆除焊点的方法 (17) (九电子元件焊接装配 .................................... 118 第二篇动手 篇 .................................................... 19 第一部分 555声光报警器的制 作 (19) (一原理图 (18) (二方框图 (19) (三原理装配图 (19) (四调试步骤及检测方法顺序 (19) (五成品参数测量 (20) (六成品展示 ............................................ 20 第二部分流水彩灯音乐盒的制 作 (21) (一流水灯原理 (21) (二音乐播放原理 (22) (三原理装配图 (22) (四测试步骤及测量方法顺序 (23) (五作品展示 ............................................ 23 第三部分 Protel99SE 的使 用 .................................. 24 第四部分居家电路设计与安装 (33) (一房间的电器系统图 (33) (二家装布置图 (33) (三家装材料表 . .......................................... 34 附 录 (35) 前言 为期 14周的电工电子实习结束了。实习通过知识讲解和动手操作相结合, 让我对课堂知识的认识加深了一层, 以往不懂的地方也变得清晰明,我深深感觉到了实习对我帮助的巨大。本次实习共分为基础知识、动手实践、设计三部分。其中基础知识部分有安全用电知识、常用仪表的使用、常用电子元件的原理和检测、焊接技术指导四部分; 动手实践则分为 555声光报警器、流水灯音乐盒以及居家电路的设计安装两部分。 第一章预备篇 实验名称：一二阶系统的电子模拟及时域响 应测试 课程名称：自动控制原理实验 目录 （一）实验目的 (3) （二）实验内容 (3) （三）实验设备 (3) （四）实验原理 (3) （五）一阶系统实验结果 (3) （六）一阶系统实验数据记录及分析 (7) （七）二阶系统实验结果记录 (8) （八）二阶系统实验数据记录及分析 (11) （九）实验总结及感想............................................................................错误!未定义书签。 图片目录 图片1 一阶模拟运算电路 (3) 图片2 二阶模拟运算电路 (3) 图片3 T=0.25仿真图形 (4) 图片4 T=0.25测试图形 (4) 图片5 T=0.5仿真图形 (5) 图片6 T=0.5测试图形 (5) 图片7 T=1仿真图形 (6) 图片8 T=1测试图形 (6) 图片9 ζ=0.25s仿真图形 (8) 图片10 ζ=0.25s测试图形 (8) 图片11 ζ=0.5s仿真图形 (9) 图片12 ζ=0.5s测试图形 (9) 图片13 ζ=0.8s仿真图形 (10) 图片14 ζ=0.8s测试图形 (10) 图片15 ζ=1s仿真图形 (11) 图片16 ζ=1s测试图形 (11) 表格目录 表格1 一阶系统实验结果 (7) 表格2 二阶系统实验结果 (11) 一二阶系统的电子模拟及时域响应测试 （一）实验目的 1.了解一、二阶系统阶跃响应及其性能指标与系统参数之间的关系。 2.学习在电子模拟机上建立典型环节系统模型的方法。 3.学习阶跃响应的测试方法。 （二）实验内容 1.建立一阶系统的电子模型,观测并记录在不同时间常数T时的跃响应曲线,并测定其过渡过程时间TS。 2.建立二阶系统的电子模型,观测并记录在不同阻尼比ζ时的跃响应曲线,并测定其 超调量σ%及过渡过程时间TS。 （三）实验设备 HHMN电子模拟机，实验用电脑，数字万用表 （四）实验原理 一阶系统：在实验中取不同的时间常数T，由模拟运算电路，可得到不同时间常数下阶跃响应曲线及不同的过渡时间。一阶系统结果预期：时间常数T越小，调节时间t越小，响应曲线很快就接近稳态值，一阶系统无超调量。模拟运算电路原理图如下： 图片 1 一阶模拟运算电路 二阶系统：δ取不同的值，将会形成不同的阶跃响应曲线及不同的超调量δ%、过渡时间及其它参数指标。二阶系统结果预期：δ为阻尼比，当0<δ<1时，系统时间响应具有振荡特性，为欠阻尼状态；当δ=1时，为临界阻尼，无振荡；当δ>1时，为过阻尼状态，无振荡。模拟运算电路图如下： 图片 2 二阶模拟运算电路 （五）一阶系统实验结果 实验二典型系统的时域响应分析实验仿真报告 答案修订版 IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】 实验二典型系统的时域响应分析 1. 实验目的 1) 通过用MATLAB 及SIMULINK 对控制系统的时域分析有感性认识。 2) 明确对于一阶系统，单位阶跃信号、单位斜坡信号以及单位脉冲信号的响应曲线图。 3) 对于二阶系统阶跃信号的响应曲线图以及不同阻尼比、不同自然角频率取值范围的二阶系统曲线比较图。 4) 利用MATLAB 软件来绘制高阶控制系统的零极点分布图，判断此系统是否有主导极点，能否用低阶系统来近似，并将高阶系统与低阶系统的阶跃响应特性进行比较5）编制简单的M文件程序。 2. 实验仪器 PC计算机一台，MATLAB软件1套 3. 实验内容 1）一阶系统的响应 （1) 一阶系统的单位阶跃响应 在SIMULINK 环境下搭建图1的模型，进行仿真，得出仿真曲线图。 理论分析：C（s）=1/[s(0.8s+1)]由拉氏反变换得h(t)=1-e^(-t/0.8) (t>=0) 由此得知，图形是一条单调上升的指数曲线，与理论分析相符。 （2) 一阶系统的单位斜坡响应 在SIMULINK 环境下搭建图2的模型，将示波器横轴终值修改为12进行仿真，得出仿真曲线图。 理论分析：C （s ）=1/[s^2(4s+1)]可求的一阶系统的单位斜坡响应为c(t)=(t-4)+4e^(-t/4) e(t)=r(t)-c(t)=4-4e^(-t/4) 当t=0时，e(t)=0,当趋于无穷时，误差趋于常值4. 3） 一阶系统的单位脉冲响应 在medit 环境下，编译一个.m 文件，利用impulse （）函数可以得出仿真曲线图。此处注意分析在SIMULINK 环境中可否得到该曲线图。 理论分析：C （s ）=5/(0.8s+2)=(5/2)/(0.4s+1)可求的g(t)=6.25e^(-t/0.4),是一个单调递减的函数。 两种环境下得到的曲线图不一致。 2）二阶系统的单位阶跃响应 二阶系统的闭环传递函数标准形式为 其阶跃响应可以分以下情况解出 ①当0=ζ时，系统阶跃响应为 )cos(1)(t t c n ω-=武汉工程大学实验一Matlab软件使用
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