中南大学典型系统的时域响应和稳定性分析实验报告
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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
理论分析
系统开环传递函数为：
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系统开环传递函数为：
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为了保证系统稳定，第一列各值应为正数，所以有
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（3）R=160k时波形图
（4）R=200k时波形图
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（2）R=47.1K时波形图
（3）时波形图
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2、典型三阶系统在不同开环增益下的响应情况实验测试值
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中南大学通信原理实验报告(截图完整)
中南大学 《通信原理》实验报告 学生姓名 指导教师 学院 专业班级 完成时间
数字基带信号 1、实验名称 数字基带信号 2、实验目的 （1）了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。 （2）掌握AMI、HDB 3 码的编码规则。 （3）掌握从HDB 3 码信号中提取位同步信号的方法。 （4）掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。 （5）了解HDB 3 （AMI）编译码集成电路CD22103。 3、实验内容 （1）用示波器观察单极性非归零码（NRZ）、传号交替反转码（AMI）、三阶高密度双极性码 （HDB 3）、整流后的AMI码及整流后的HDB 3 码。 （2）用示波器观察从HDB 3 码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。 （3）用示波器观察HDB 3 、AMI译码输出波形。 4、基本原理（简写） 本实验使用数字信源模块和HDB 3 编译码模块。 1、数字信源 本模块是整个实验系统的发终端，模块内部只使用+5V电压，其原理方框图如图1-1所示，电原理图如图1-3所示（见附录）。本单元产生NRZ信号，信号码速率约为170.5KB，帧结构如图1-2所示。帧长为24位，其中首位无定义，第2位到第8位是帧同步码（7位巴克码1110010），另外16位为2路数据信号，每路8位。此NRZ信号为集中插入帧同步码时分复用信号，实验电路中数据码用红色发光二极管指示，帧同步码及无定义位用绿色发光二极管指示。发光二极管亮状态表示1码，熄状态表示0码。 本模块有以下测试点及输入输出点： ? CLK 晶振信号测试点 ? BS-OUT 信源位同步信号输出点/测试点（2个） ? FS 信源帧同步信号输出点/测试点 ? NRZ-OUT(AK) NRZ信号(绝对码)输出点/测试点（4个） 图1-1中各单元与电路板上元器件对应关系如下： ?晶振CRY：晶体；U1：反相器7404 ?分频器U2：计数器74161；U3：计数器74193；U4：计数器40160 ?并行码产生器K1、K2、K3：8位手动开关，从左到右依次与帧同步码、数
线性系统的时域分析法(第七讲)
第三章 线性系统的时域分析法 3.1 引言 分析控制系统的第一步是建立模型，数学模型一旦建立，第二步 分析控制性能，分析有多种方法，主要有时域分析法，频域分析法，根轨迹法等。每种方法，各有千秋。均有他们的适用范围和对象。本章先讨论时域法。 实际上，控制系统的输入信号常常是不知的，而是随机的。很难用解析的方法表示。只有在一些特殊的情况下是预先知道的，可以用解析的方法或者曲线表示。例如，切削机床的自动控制的例子。 在分析和设计控制系统时，对各种控制系统性能得有评判、比较的依据。这个依据也许可以通过对这些系统加上各种输入信号比较它们对特定的输入信号的响应来建立。 许多设计准则就建立在这些信号的基础上，或者建立在系统对初始条件变化（无任何试验信号）的基础上，因为系统对典型试验信号的响应特性，与系统对实际输入信号的响应特性之间，存在着一定的关系；所以采用试验信号来评价系统性能是合理的。 3.1.1 典型试验信号 经常采用的试验输入信号： ① 实际系统的输入信号不可知性； ② 典型试验信号的响应与系统的实际响应，存在某种关系； ③ 电压试验信号是时间的简单函数，便于分析。 突然受到恒定输入作用或突然的扰动。如果控制系统的输入量是随时间逐步变化的函数，则斜坡时间函数是比较合适的。 （单位）阶跃函数（Step function ） 0,)(1≥t t 室温调节系统和水位调节系统 （单位）斜坡函数（Ramp function ） 速度 0,≥t t ∝ （单位）加速度函数（Acceleration function ）抛物线 0,2 12 ≥t t （单位）脉冲函数（Impulse function ） 0,)(=t t δ 正弦函数（Simusoidal function ）Asinut ，当输入作用具有周期性变化时。 通常运用阶跃函数作为典型输入作用信号，这样可在一个统一的基础上对各种控制系统的特性进行比较和研究。本章讨论系统非周期信号（Step 、Ramp 、对正弦试验信号相应，将在第五章频域分析法，第六章校正方法中讨论）作用下系统的响应。 3.1.2 动态过程和稳态过程
操作系统实验报告-中南大学
操作系统原理试验报告 班级： 学号： 姓名：
实验一：CPU调度 一、实验内容 选择一个调度算法，实现处理机调度。 二、实验目的 多道系统中，当就绪进程数大于处理机数时，须按照某种策略决定哪些进程优先占用处理机。本实验模拟实现处理机调度，以加深了解处理机调度的工作。 三、实验题目 1、设计一个按优先权调度算法实现处理机调度的程序； 2、设计按时间片轮转实现处理机调度的程序。 四、实验要求 PCB内容： 进程名/PID； 要求运行时间（单位时间）； 优先权； 状态： PCB指针； 1、可随机输入若干进程，并按优先权排序； 2、从就绪队首选进程运行：优先权-1/要求运行时间-1 要求运行时间=0时，撤销该进程 3、重新排序，进行下轮调度 4、最好采用图形界面； 5、可随时增加进程； 6、规定道数，设置后备队列和挂起状态。若内存中进程少于规定道数，可自动从后备 队列调度一作业进入。被挂起进程入挂起队列，设置解挂功能用于将指定挂起进程解挂入就绪队列。 7、每次调度后，显示各进程状态。 实验二：内存管理 一、实验内容 主存储器空间的分配和回收 二、实验目的 帮助了解在不同的存储管理方式下，应怎样实现主存空间的分配和回收。 三、实验题目 在可变分区管理方式下，采用最先适应算法实现主存空间的分配和回收。
四、实验要求 1、自行假设主存空间大小，预设操作系统所占大小并构造未分分区表； 表目内容：起址、长度、状态（未分/空表目） 2、结合实验一，PCB增加为： {PID，要求运行时间，优先权，状态，所需主存大小，主存起始位置，PCB指针} 3、采用最先适应算法分配主存空间； 4、进程完成后，回收主存，并与相邻空闲分区合并 .1、Vo类说明（数据存储结构） 进程控制块PCB的结构： Public class PCB{ //进程控制块PCB，代表一个进程 //进程名，作为进程的标识； private String name; //要求运行时间，假设进程运行的单位时间数； private int time; //赋予进程的优先权，调度时总是选取优先数小的进程先执行； private int priority; //状态，假设有“就绪”状态（ready）、“运行”状态（running）、 //“后备”状态（waiting）、“挂起”状态(handup) private String state; //进程存放在table中的位置 private int start; //进程的大小 private int length; //进程是否进入内存，1为进入，0为未进入 private int isIn; //进程在内存中的起始位置 private int base; //进程的大小 private int limit; //一些get和set方法以及构造器省略… };
matlab实验二线性系统时域响应分析
武汉工程大学实验报告 专业班号 组别01 教师 姓名同组者（个人）
2222)(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 ，试用二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 试分别用劳斯稳定判据和赫尔维茨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.可以用两种方法绘制系统的阶跃响应曲线。 （1）用函数step( )绘制 MATLAB 语言程序： >> num=[ 0 0 1 3 7]; >> den=[1 4 6 4 1 ]; >>step(num,den); >> grid; >>xlabel('t/s');ylabel('c(t)');title('step response');
MATLAB运算结果: (2)用函数impulse( )绘制 MATLAB语言程序： >> num=[0 0 0 1 3 7]； >> den=[1 4 6 4 1 0]； >> impulse(num,den)； >> grid； >> xlabel('t/s');ylabel('c(t)');title('step response')；MATLAB运算结果:
线性系统的时域分析方法
第三章线性系统的时域分析方法 教学目的：通过本章学习，熟悉控制系统动态性能指标定义，掌握线性系统稳定的充要条件和劳斯判椐的应用，以及稳态误差计算方法，掌握一阶、 二阶系统的时域分析方法。 教学重点：掌握系统的动态性能指标，能熟练地应用劳斯判椐判断系统稳定性，二阶系统的动态响应特性分析。 教学难点：高阶系统的的动态响应特性分析。 本章知识结构图： 系统结构图闭环传递函数 一阶标准式 二阶标准式 特征方程稳定性、稳定域 代数判据 误差传递函数误差象函数终值定理稳态误差开环传递函数系统型别、开环增益 公式 静态误差系数 第九讲
3.1 系统时间响应的性能指标 一、基本概念 1、时域分析方法：根据系统的数学模型求出系统的时间响应来直接分析和评价系统的方法。 （1）响应函数分析方法：建立数学模型→确定输入信号→求出输出响应→ 根据输出响应→系统分析。 （2）系统测试分析方法：系统加入扰动信号→测试输出变化曲线→系统分析。 系统举例分析：举例：原料气加热炉闭环控制系统 2、分析系统的三大要点 （1）动态性能(快、稳) （2）稳态性能（准） （3）稳定性（稳） 二、动态性能及稳态性能 1、动态过程（过渡过程）：在 典型信号作用下，系统输出从初始状态到最终状态的响应过程。（衰减、发散、等幅振荡） 2、稳态过程：在典型信号作 用下，当t → ∞ 系统输出量表现的方式。表征输出量最终复现输入量的程度。（稳态误差描述） 3、动态稳态性能指标 图3-1温度控制系统原理图 （1）上升时间tr ：从稳态值的10%上升到稳态值的90%所需要的时间。 （2）峰值时间tp ：从零时刻到达第一个峰值h(tp)所用的时间。 （3）超调量δ%：最大峰值与稳态值的差与稳态值之比的百分数。（稳） （3-1） %100)(()(%?∞∞-= h h t h p ） δ
2017中南大学人工智能实验报告
“人工智能”实验报告 专业： 班级： 学号： 姓名： 2017年4月日
实验一搜索策略 （一）实验内容 1. 熟悉和掌握启发式搜索的定义、估价函数和算法过程；比较不同算法的性能。 2. 修改八数码问题或路径规划问题的源程序，改变其启发函数定义，观察结果的变化，分析原因。 （二）实验思路 1.利用已有程序“search.jar”，利用已有的“简单搜索树”图或自行构建一个图，选择DFS/BFS/Lowest Cost First/Best-First/Heuristic Depth First/A*等不同的搜索策略，观察程序运行中，OPEN表和CLOSED表的变化，观察搜索过程的变化，理解各个算法的原理。 2.任选八数码问题或路径规划问题的源程序，思考程序如何解决该问题，并对其启发函数进行修改，观察结果的变化，并分析原因 （三）程序清单 此处我选择了路径规划问题：由于篇幅原因，只附上启发函数的定义部分。 原启发函数： floatMapSearchNode::GoalDistanceEstimate( MapSearchNode&nodeGoal ) { floatxd = fabs(float(((float)x - (float)nodeGoal.x))); floatyd = fabs(float(((float)y - (float)nodeGoal.y))); return (xd + yd); } 第一次修改后的启发函数： float MapSearchNode::GoalDistanceEstimate( MapSearchNode&nodeGoal ) { float xd = fabs(float(((float)x - (float)nodeGoal.x))); float yd = fabs(float(((float)y - (float)nodeGoal.y))); float d=sqrt(xd*xd+yd*yd); return d; } 第二次修改后的启发函数： float MapSearchNode::GoalDistanceEstimate( MapSearchNode&nodeGoal ) { float xd = fabs(float(((float)x - (float)nodeGoal.x))); float yd = fabs(float(((float)y - (float)nodeGoal.y))); float d=3*sqrt(xd*xd+yd*yd); return d; } 第三次修改后的启发函数： float MapSearchNode::GoalDistanceEstimate( MapSearchNode&nodeGoal ) { float xd = fabs(float(((float)x - (float)nodeGoal.x)));
自动控制原理_线性系统时域响应分析
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)')
中南大学机械基础实验报告机类
机械基础实验报告 (机械类) 中南大学机械基础实验教学中心 2011年8月 目录 训练一机构运动简图测绘 (1) 实验二动平衡实验 (3) 实验三速度波动调节实验 (4) 实验四机构创意组合实验 (5) 实验五平面机构创新设计及运动测试分析实验 (6) 实验六螺栓联接静动态实验 (7) 实验七螺旋传动效率实验 (8) 实验八带传动实验 (9) 实验九液体动压轴承实验 (10) 实验十机械传动性能综合测试实验 (12) 实验十一滚动轴承综合性能测试分析实验 (13) 实验十二机械传动设计及多轴搭接实验 (14) 实验十三减速器拆装实验 (15)
训练一机构运动简图测绘 专业班级第组姓名成绩 1.一个正确的“机构运动简图”应能说明哪些内容?绘制机构运动简图的基本步骤是什么? 2.机构自由度与原动件的数目各为多少?当机构自由度=原动件的数目,机构的
运动是否确定? 五.收获与建议
实验二动平衡实验 专业班级第组姓名成绩一、实验目的: 二?设备名称: 三?实验数据 实验转速: 四.思考题: 转子动平衡为什么要在左右两个平面上进行平衡?
实验三速度波动调节实验专业班级第组姓名成绩一?实验目的: 二?设备名称: 三?实验数据 1?当转速不变时,采用不同的飞轮,数据记录: 结论:当转速不变时,飞轮转动惯量越大,则机构的速度波动越二?当飞轮不变时,转速变化,数据记录: 结论:当飞轮不变时,转速越大,则机构的速度波动越
实验四机构创意组合实验 专业班级第组姓名成绩 一、机构运动简图(要求符号规范标注参数) 二、机构的设计方案图(复印件) 三、机构有____________个活动构件?有______个低副,其中转动副_______个, 移动副__________个,有____________复合铰链,在_________处?有________处?有__________个虚约束,在__________处? 四、机构自由度数目为F=3n-2PL-PH=3X-2X-0= 五、机构有_________个原动件 在___________处用__________驱动,在__________处用___________驱动? 六、针对原设计要求,按照实验结果简述机构的有关杆件是否运动到位?曲柄是 否存在?是否实现急回特性?最小传动角数值?是否有“卡住”现象?(原无要求的项目可以不作涉及) 七、指出在机构中自己有所创新之处? 八、指出机构的设计存在的不足之处,简述进一步改进的设想?
中南大学制造系统自动化技术实验报告整理
制造系统自动化技术 实验报告 学院：机电工程学院 班级：机制**** 姓名：张** 学号： *********** 指导教师：李** 时间： 2018-11-12 实验一柔性自动化制造系统运行实验 1.实验目的 （1）通过操作MES终端软件，实现对柔性制造系统的任务下达和控制加工，让学生
了解智能制造的特征及优势。 （2）通过创意性的实验让学生了解自动化系统总体方案的构思。 （3）通过总体方案的构思让学生了解该系统的工作原理，并学会绘制控制系统流程图，掌握物料流、信息流、能量流的流动路径。 （4）通过总体方案的构思让学生掌握各机械零部件、传感器、控制元器件的工作原理及性能。 （5）通过实验系统运行让学生了解运行的可靠性、安全性是采用何种元器件来实现的，促进学生进行深层次的思考和实践。 2.实验内容 （1）仔细观察柔性自动化制造系统的实现，了解柔性自动化制造系统的各个模块，熟悉各个模块的机械结构。 （2）了解各种典型传动机构的组装、工作原理、以及如何实现运动方向和速度的改变； （3）学习多种传感器的工作原理、性能和使用方法； （4）了解典型驱动装置的工作原理、驱动方式和性能； （5）理解柔性制造系统的工作原理，完成柔性制造系统的设计、组装； （6）实现对柔性制造系统的控制与检测，完成工件抓取、传输和加工。
3.实验步骤 （1）柔性制造系统的总体方案设计； （2）进行检测单元的设计； （3）进行控制系统的设计； （4）上下料机构的组装与检测控制； （5）物料传输机构的组装与实现； （6）柔性制造系统各组成模块的连接与控制； （7）柔性制造系统各组成单元的状态与工件状态位置的检测； （8）对机器人手动操作，实现对工件的抓取、传输。 4. 实验报告 ①该柔性自动化制造系统由哪几个主要的部分组成； 主要由：总控室工作站、AGV小车输送物料机构、安川机器人上下料工作站、法那科机器人上下料工作站、ABB机器人组装工作站、视觉检测及传送工作站、激光打标工作站、堆垛机及立体仓储工作站。 ②画出该柔性自动化制造系统的物料传输系统结构简图；
MATLAB线性系统时域响应分析实验
实验报告 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0,0.25,0.5,1.0和2.0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=0.25时的时域性能指标 ss s p r p e t t t ,,,,σ。 2）绘制出当ζ=0.25, 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 1 4647 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： num=[1 3 7]; den=[1 4 6 4 1]; step(num,den) grid xlabel('t/s'),ylabel('c(t)') title('Unit-step Respinse of G(s)=(s^2+3s+7)/(s^4+4s^3+6s^2+4s+1)') 方法二： num=[1 3 7]; den=[1 4 6 4 1 0]; impulse(num,den) grid xlabel('t/s'),ylabel('c(t)') title('Unit-impulse Respinse of G(s)/s=(s^2+3s+7)/(s^5+4s^4+6s^3+4s^2+s)')
中南大学机械制造工艺学实验报告
机械制造工艺学实验报告 班级机械1301 姓名黄佳清 学号 07
中南大学机电学院 《机械制造工艺学》课程实验报告 实验名称：加工误差的统计分析 姓名：黄佳清班级：机械1301 学号： 07 实验日期： 2015 年 10 月 18 日指导教师：成绩： 1. 实验目的 （1）掌握加工误差统计分析方法的基本原理和应用。 （2）掌握样本数据的采集与处理方法，要求：能正确地采集样本数据，并能通过对样本 数据的处理，正确绘制出加工误差的实验分布曲线和图。 （3）能对实验分布曲线和图进行正确地分析，对加工误差的性质、工序能力及工艺 稳定性做出准确的鉴别。 （4）培养对加工误差进行综合分析的能力。 2. 实验内容与实验步骤
1．按加工顺序测量工件的加工尺寸，记录测量结果。 2．绘制直方图和分布曲线 1）找出这批工件加工尺寸数据的最大值x max和最小值x min，按下式计算出极差R。 R＝x max一x min 2）确定分组数K（K一般根据样本容量来选择，建议可选在8~11之间）。 3）按下式计算组距 d。 4）确定组界（测量单位：微米）。 5）做频数分布表。 6）计算x和 。 7）画直方图 以样本数据值为横坐标，标出各组组界；以各组频率密度为纵坐标，画出直方图。 8）画分布曲线 若工艺过程稳定，则误差分布曲线接近正态分布曲线；若工艺过程不稳定，则应根据实际情况确定其分布曲线。画出分布曲线，注意使分布曲线与直方图协调一致。 9）画公差带 在横轴下方画出公差带，以便与分布曲线相比较。 3．绘制图 1）确定样组容量，对样本进行分组
样组容量m 通常取4或5件。按样组容量和加工时间顺序，将样本划分成若干个样组。 2）计算各样组的平均值和极差 对于第i 个样组，其平均值和极差计算公式为： ∑==m j ij i x m x 1 1 式中 ——第i 个样组的平均值； ——第i 个样组的标准差； ——第i 个样组第j 个零件的测量值； ——第i 个样组数据的最大值； ——第i 个样组数据的最小值 3）计算图控制限（计算公式见实验原理） 4）绘制 图 以样组序号为横坐标，分别以各样组的平均值和极差R 为纵坐标，画出图，并在图上标出中心线和上、下控制限。 4． 按下式计算工序能力系数Cp 5． 判别工艺过程稳定性 可按下表所列标准进行判别。注意，同时满足表中左列3个条件，工艺过程稳定；表中右列条件之一不满足，即表示工艺过程不稳定。
算法实验报告
算法分析与设计实验报告 学院：信息科学与工程学院 专业班级： 指导老师： 学号： 姓名：
目录 实验一：递归与分治 (3) 1.实验目的 (3) 2.实验预习内容 (3) 3.实验内容和步骤 (3) 4.实验总结及思考 (5) 实验二：回溯算法 (6) 1.实验目的： (6) 2.实验预习内容： (6) 3. 实验内容和步骤 (6) 4. 实验总结及思考 (9) 实验三：贪心算法和随机算法 (10) 1. 实验目的 (10) 2.实验预习内容 (10) 3.实验内容和步骤 (10) 4. 实验总结及思考 (13)
实验一：递归与分治 1.实验目的 理解递归算法的思想和递归程序的执行过程，并能熟练编写快速排序算法程序。 掌握分治算法的思想，对给定的问题能设计出分治算法予以解决。 2.实验预习内容 递归：递归算法是把问题转化为规模缩小了的同类问题的子问题。然后递归调用函数（或过程）来表示问题的解。 一个过程(或函数)直接或间接调用自己本身,这种过程(或函数)叫递归过程(或函数). 分治：分治算法的基本思想是将一个规模为N的问题分解为K个规模较小的子问题，这些子问题相互独立且与原问题性质相同。求出子问题的解，就可得到原问题的解。 3.实验内容和步骤 快速排序的基本思想：通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小，然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。 源代码： #include 计算机体系结构课程设计 学院：信息科学与工程学院 专业班级： 指导老师： 学号： 姓名： 目录 实验1 对指令操作码进行霍夫曼编码 (3) 一、实验目的 (3) 二、实验内容 (3) 三、设计思路 (4) 四、关键代码 (4) 五、实验截图 (5) 六、源代码 (5) 实验2 使用LRU 方法更新Cache (8) 一、实验目的 (8) 二、实验内容 (8) 三、设计思路 (9) 四、程序截图 (9) 五、实验代码 (9) 实验总结 (16) 参考文献 (16) 实验1 对指令操作码进行霍夫曼编码一、实验目的 了解和掌握指令编码的基本要求和基本原理 二、实验内容 1. 使用编程工具编写一个程序，对一组指令进行霍夫曼编码，并输出最后的编码结果以及对指令码的长度进行评价。与扩展操作码和等长编码进行比较。 2. 问题描述以及问题分析 举例说明此问题，例如： 下表所示： 对此组指令进行 HUFFMAN 编码正如下图所示： 最后得到的HUFFMAN 编码如下表所示： 最短编码长度为： H=0.45*1+0.30*2+0.15*3+0.05*4+0.03*5+0.01*6+0.01*6=-1.95. 要对指令的操作码进行 HUFFMAN 编码，只要根据指令的各类操作码的出现概率构造HUFFMAN 树再进行 HUFFAM 编码。此过程的难点构造 HUFFMAN 树，进行 HUFFAM 编 码只要对你所生成的 HUFFMAN 树进行中序遍历即可完成编码工作。 三、设计思路 观察上图，不难看出构造 HUFFMAN 树所要做的工作：1、先对各指令操作码的出现概率进行排序，构造一个有序链表。2、再取出两个最小的概率节点相加，生成一个生的节点加入到链表中，同时从两表中删除此两个节点。3、在对链表进行排序，链表是否只有一个节点，是则 HUFFAN 树构造完毕，否则继续做 2 的操作。为此设计一个工作链表（链表的元素时类，此类的功能相当结构。）、HUFFMAN 树节点、HUFFMAN 编码表节点。 四、关键代码 哈夫曼树重点在于如何排列权值大小不同的结点的顺序 private int leafNum; //叶子结点个数 private HaffmanNode[] hnodes; //哈夫曼树的结点数组 public HaffManCode(double[] weight) //构造指定权值集合的哈夫曼树 { int n = weight.length; //n个叶子结点 this.leafNum = n; this.hnodes = new HaffmanNode[2*n-1]; //n个叶子结点的哈夫曼树共有2n-1个结点 for(int i=0; i 中南大学 X射线衍射实验报告 学院专业班级 姓名学号同组者 月日指导教师 实验 日期 评分分评阅人评阅日期 实验目的 1)掌握X射线衍射仪的工作原理、操作方法； 2)掌握X射线衍射实验的样品制备方法； 3)学会X射线衍射实验方法、实验参数设臵，独立完成一个衍射实验测试； 4)学会MDI Jade 6的基本操作方法； 5)学会物相定性分析的原理和利用Jade进行物相鉴定的方法； 6)学会物相定量分析的原理和利用Jade进行物相定量的方法。 本实验由衍射仪操作、物相定性分析、物相定量分析三个独立的实验组成，实验报告包含以上三个实验内容。 一、实验原理 1、X射线衍射仪 （1）X射线管 X射线管工作时阴极接负高压，阳极接地。灯丝附近装有控制栅，使灯丝发出的热电子在电场的作用下聚焦轰击到靶面上。阳极靶面上受电子束轰击的焦点便成为X射线源，向四周发射X射线。在阳极一端的金属管壁上一般开有四个射线出射窗口。转靶X射线管采用机械泵+分子泵二级真空泵系统保持管内真空度， 阳极以极快的速度转动，使电子轰击面不断改变，即不断改变发热点，从而达到提高功率的目的 （2）测角仪系统 测角仪圆中心是样品台，样品台可以绕中心轴转动，平板状粉末多晶样品安放在样品台上，样品台可围绕垂直于图面的中心轴旋转；测角仪圆周上安装有X 射线辐射探测器，探测器亦可以绕中心轴线转动；工作时，一般情况下试样台与探测器保持固定的转动关系（即θ-2θ连动），在特殊情况下也可分别转动；有的仪器中样品台不动，而X 射线发生器与探测器连动。 （3）衍射光路 ２、物相定性分析 1) 每一物相具有其特有的特征衍射谱，没有任何两种物相的衍射谱是完全相同 的 2) 记录已知物相的衍射谱，并保存为PDF 文件 3) 从PDF 文件中检索出与样品衍射谱完全相同的物相 4) 多相样品的衍射谱是其中各相的衍射谱的简单叠加，互不干扰，检索程序能 从PDF 文件中检索出全部物相 3、物相定量分析 物相定量分析——绝热法 在一个含有N 个物相的多相体系中，每一个相的RIR 值（参比强度）均为已知的情况下，测量出每一个相的衍射强度，可计算出其中所有相的质量分数： 其中某相X 的质量分数可表示为： ∑ == N A i i A i X A X X K I K I W 式中A 表示N 个相中被选定为内标相的物相名称 式中A O Al X O Al X A K K K 3 232= 右边是两个物相X 和A 的RIR 值，可以通过实测、计算或查找PDF 卡片获得。 样品中只含有两相A 和B ，并选定A 为内标物相，则有： “人工智能”实验报告 专业 班级 学号 姓名 目录 一、实验八自动规划实验群 (3) 二、实验一生产式系统实验群 (6) 三、实验二搜索策略实验群 (7) 四、实验七神经网络 (9) 五、实验心得和体会 (10) 实验八自动规划实验群 姓名班级指导老师日期2011.12 实验目 的 熟悉和掌握自动规划的基本原理,方法和主要技术。 实验原理规划是一种问子题求解技术，它从某个特定的问题状态出发，寻求一系列行为动作，并建立一个操作序列，直到求得目标状态为止。简而言之，规划是一个行动过程的描述。一个总规划可以含有若干个子规划。 实验环 境 转载相 关源文 件 实验环境 转载相关源文件 实现过 程 单步观察实验算法 算法结果分析 观测结果通过规定规则，确定initial state和goal state，使得移动臂按照规则进行移动。分别进行clear holding pickup putdown putdowntable等实现对木块的移动。 实现过程先进行逆向推理选择，找出途径后再进行移动。 学生结论对于不同的规则将会出现不同的移动过程。通过规定不同的动作可实现不通过的移动。 实验一生产式系统实验群 姓名指导老师日期2011.12 实验目的熟悉和掌握产生式系统的运行机制，掌握基 于规则推理的基本方法。 推理方 法 逆向推理 建立规则库建立事实库 该动物是哺乳动物<- 该动物有毛发. 该动物是哺乳动物<- 该动物有奶. 该动物是鸟<- 该动物有羽毛. 该动物是鸟<- 该动物会飞&会下蛋. 该动物是食肉动物<- 该动物吃肉. 该动物是食肉动物<- 该动物有犬齿&有爪&眼盯前方. 该动物是有蹄类动物<- 该动物是哺乳动物&有蹄. 该动物是有蹄类动物<- 该动物是哺乳动物& 是嚼反刍动物. 该动物是金钱豹<- 该动物是哺乳动物&是食肉动物&是黄褐色&身上有暗斑点. 该动物是虎<- 该动物是哺乳动物&该动物是食肉动物&是黄褐色&身上有黑色条纹. 该动物是长颈鹿<- 该动物是有蹄类动物&有长脖子&有长腿&身上有暗斑点. 该动物是斑马<- 该动物是有蹄类动物&身上有黑色条纹. 该动物是鸵鸟<- 该动物是鸟&有长脖子&有长腿&不会飞&有黑白二色. 该动物是企鹅<- 该动物是鸟&会游泳&不会飞&有黑白二色. 该动物是信天翁<- 该动物是鸟&善飞. %------动物识别系统事实集： %会游泳. %--该动物是企鹅 %不会飞. %有黑白二色. %该动物是鸟. %-------- %--该动物是鸟 %该动物会飞. %会下蛋. %----该动物是金钱豹<- 该动物是哺乳动物&是食肉动物&是黄褐色&身上有暗斑点. %该动物有毛发. %是食肉动物. %是黄褐色. %身上有暗斑点. %----该动物是虎<- 该动物是哺乳动物&该动物是食肉动物&是黄褐色&身上有黑色条纹. %该动物是哺乳动物. %是食肉动物. %是黄褐色. %身上有暗斑点. %----该动物是长颈鹿<- 该动物是有蹄类动物&有长脖子&有长腿&身上有暗斑点. %该动物是有蹄类动物. %有长脖子. %有长腿. %身上有暗斑点. 预测结果假设目标为该动物是金钱豹，则结果为true. 实验过程及结果(注意观测规则的匹配过程和方法) （1）假设这个动物是金钱豹。为了检验这个假设，根据规则， 要求这个动物是哺乳动物&是食肉动物&是黄褐色&身上有暗 斑点. （2）必须检验这个动物是否为哺乳动物。先由规则库中的： 该动物是哺乳动物<- 该动物有毛发.该动物是哺乳动物<- 备注（原因等） 根据逆向推理可以逐步 确定 第三章 线性系统的时域分析与校正习题及答案 3-1 已知系统脉冲响应t 25.1e 0125.0)t (k -=，试求系统闭环传递函数)s (Φ。 解 [])25.1s /(0125.0)t (k L )s (+==Φ 3-2 设某高阶系统可用下列一阶微分方程)t (r )t (r )t (c )t (c T +τ=+? ? 近似描述，其中，1)T (0<τ-<。试求系统的动态性能指标s r d t ,t ,t 。 解 设单位阶跃输入s s R 1)(= 当初始条件为0时有： 1 Ts 1 s )s (R )s (C ++τ= 1Ts T s 1s 11Ts 1s )s (C +τ--=?++τ= ∴ T /t e T T 1)t (h )t (c -τ--== T )0(h τ=，1)(h =∞，20T T )]0(h )(h [05.0τ -=-∞=? 1) 当 d t t = 时 2T T e T T 1)]0(h )(h [5.0)0(h )t (h t /t d τ += τ--=-∞+=- T /t d e 2 1 -= ; 693T .0t d = 2) 求r t （即)t (c 从1.0)(h ∞到9.0)(h ∞所需时间) 当T /t 2e T T 1)0(h )]0(h )(h [9.0)t (h -τ-- =+-∞=; 当T /t 1e T T 1)0(h )]0(h )(h [1.0)t (h -τ--=+-∞=; )T 1(.0T ln T t 2τ+τ-=， τ +τ -=)T 9(.0T ln T t 1 则 2T .29ln T t t t 12r ==-= 3) 求 s t T /t s s e T T 1)0(h )]0(h )(h [95.0)t (h -τ-- =+-∞= 3T 05.ln0T t s ==∴ 3-3 一阶系统结构如图所示。要求系统闭环增益2k =Φ，调节时间4.0t s ≤s ，试确定参数21k ,k 的值。 解 由结构图写出闭环系统传递函数 1k k s k 1k k s k s k k 1s k )s (212211211 +=+=+ =Φ 中南大学信息科学与工程学院 微机原理与接口技术实验报告 学生学院信息科学与工程学院 专业班级 学号 学生姓名____ 指导教师 目录 第一部分软件实验 (4) DEBUG 的使用 (4) 第二部分硬件实验 (8) 实验一使用ADC0809的A/D转换实验 (10) 实验二使用DAC0832的D/A转换实验(一) ................................. 错误！未定义书签。 实验三使用DAC0832的D/A转换实验(二) ................................. 错误！未定义书签。第三部分实验总结. (13) 第一部分软件实验 DEBUG 的命令及其操作 一、实验目的 1．熟练掌握debug的常用命令，学会用debug来调试程序。 2．深入了解数据在存储器中的存取方法及堆栈中数据的压入与弹出。 3．掌握各种寻址方法以及简单指令的执行过程。 二、实验内容 1.进入和退出DEBUG程序 2.本实验只要求在DEBUG调试状态下进行，包括汇编程序，调试程序，执行程序 3.掌握一些DEBUG的基本操作 三、实验环境 Windows系统下从进入命令行窗口。 四、实验的基本原理 a 汇编 d显示内存单元内容 e修改单元内存内容 g执行命令 t单步（或多步）调试 n指定文件路径文件名（含扩展名） u反汇编 r查看寄存器值及修改 l加载程序 w写盘命令 五、实验步骤 1.用DEBUG调试简单程序 例1 －A CS：0106 MOV AX,1234 MOV BX,2345 MOV CX,0 ADD AX,BX MOV CX,AX INT 20 运行程序 实验二 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。 二、基础知识及MATLAB 函数 （一）基础知识 时域分析法直接在时间域中对系统进行分析，可以提供系统时间响应的全部信息，具有直观、准确的特点。为了研究控制系统的时域特性，经常采用瞬态响应（如阶跃响应、脉冲响应和斜坡响应）。本次实验从分析系统的性能指标出发，给出了在MATLAB 环境下获取系统时域响应和分析系统的动态性能和稳态性能的方法。 用MATLAB 求系统的瞬态响应时，将传递函数的分子、分母多项式的系数分别以s 的降幂排列写为两个数组num 、den 。由于控制系统分子的阶次m 一般小于其分母的阶次n ，所以num 中的数组元素与分子多项式系数之间自右向左逐次对齐，不足部分用零补齐，缺项系数也用零补上。 1．用MATLAB 求控制系统的瞬态响应 1）阶跃响应 求系统阶跃响应的指令有： step(num,den) 时间向量t 的范围由软件自动设定，阶跃响应曲线 随即绘出 step(num,den,t) 时间向量t 的范围可以由人工给定（例如 t=0:0.1:10） [y ，x]=step(num,den) 返回变量y 为输出向量，x 为状态向量 在MATLAB 程序中，先定义num,den 数组，并调用上述指令，即可生成单位阶跃输入信号下的阶跃响应曲线图。 考虑下列系统： 25 425 )()(2++=s s s R s C 该系统可以表示为两个数组，每一个数组由相应的多项式系数组成，并且以s中南大学 计算机体系结构实验报告
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自动控制原理》实验2(线性系统时域响应分析