(优选)控制网设计.
(优选)自动控制原理第七章非线性系统
1, x 0 signx 1, x 0
0
xa
y k( x asignx) x a
3 滞环特性
滞环特性表现为正向与反向特性不是重叠在一起，而是
在输入--输出曲线上出现闭合环路。其静特性曲线如图7-3
所示。其数学表达式为：
y
b
y
k(
x asignx) bsignx
y0 y0
-a
0a
x
（优选）自动控制原理第七章 非线性系统
7.1 典型非线性特性
在控制系统中，若控制装置或元件其输入输出间的静 特性曲线，不是一条直线，则称为非线性特性。如果这 些非线性特性不能采用线性化的方法来处理，称这类非 线性为本质非线性。为简化对问题的分析，通常将这些 本质非线性特性用简单的折线来代替，称为典型非线性 特性。 7.1.1 典型非线性特性的种类
描述函数法是非线性系统的一种近似分析方法。首先利用描 述函数将非线性元件线性化，然后利用线性系统的频率法对系统 进行分析。它是线性理论中的频率法在非线性系统中的推广，不 受系统阶次的限制。
分析内容主要是非线性系统的稳定性和自振荡稳态，一 般不给出时域响应的确切信息。 7.2.1 描述函数的定义
1.描述函数的应用条件
2．死区特性
死区又称不灵敏区，在死区内虽有输入信号，但其输
出为零，其静持性关系如图7-2所示。
y
其数学表达式为
k -a
0a
x
0,| x | a
y
k(x
a),
x
a
k( x a), x a
若引入符号函数
图7-2 死区特性
死区小时，可忽略；大 时，需考虑。工程中，为抗 干扰，有时故意引入。比如 操舵系统。
平面控制网的优化设计方法探讨
③ 在 新 区 间 内 重 复 a)、b)步 骤 ,直 至 所 求 出 的 区 间 (xa1(K),
x1b(K))满 足 预 先 给 定 的 小 正 数 δ,即|(K)-xa1(K)|≤δ(K 为 搜 索 次
数)时 ,取 x1(1)=xa1(K)+2x1b(K)作 为 第 一 个 变 量 的 第 一 次 迭 代 结 果 。
长的一段时间内,由于受到计 算 工 具 的 限 制 等 原 因,这 一 问 题 没 有得到进一步研究,直到20 世 纪 60 年 代,随 着 最 优 化 理 论 与 方 法的发展和电子计算机的应 用,测 量 控 制 网 的 优 化 设 计 问 题,才 得到国内外广大测绘工作者的关注。
1974年 Grafarend提出控制网优化设计可归纳为四类: (1)零 类 设 计 --- 基 准 设 计 问 题 。 (2)一 类 设 计 --- 网 形 设 计 问 题 。 (3)二 类 设 计 --- 观 测 精 度 设 计 问 题 。 (4)三 类 设 计 --- 对 已 有 控 制 网 的 改 进 与 加 密 问 题 。 这四类设计内容可以用参数法平差的函数模型来解释。 目前,GPS虽在工程水平控制 测 量 上 应 用 比 较 广 泛,但 它 的 使用也受到许多客观条件限 制,因 而 在 特 殊 条 件 下,用 常 规 测 量 水 平 控 制 网 的 方 法 显 得 更 为 便 捷 。 那 么 ,我 们 经 常 要 对 平 面 控 制 网(不包含 GPS网)进行优化设计。 2 平面控制网优化设计方法 在现代电子计 算 机 技 术 高 度 发 展 的 情 况 下,无 论 是 测 图 控 制网、施工控制网 还 是 变 形 监 测 网 的 优 化 方 法 一 般 可 归 纳 为 两 大 类 ,解 析 法 设 计 和 机 助 法 设 计 。 2.1 解析法设计 解 析 法 设 计 是 将 各 种 设 计 标 准 (精 度 标 准 、费 用 标 准 、可 靠 性 等)以数学方式表达为目标函 数 和 若 干 约 束 条 件,然 后 解 出 使 目 标 函 数 值 为 极 值 的 设 计 参 数 ,得 到 最 优 设 计 。 即 先 建 立 设 计 问 题 的数学模型,然后用一种 适 当 的 算 法,求 出 最 优 解。 现 以 网 形 优 化设计中怎样确 定 网 点 的 最 优 位 置 为 例,来 说 明 解 析 法 设 计 的 思想。 确定网点最优位置常用变量轮换法。 我们将控制点分为两类:第 一 类 点 是 不 能 变 动 的 控 制 点,第 二类点是点位允许一定变化的控制点。第一类点已事先确定可 视 为 常 量 ,从 而 建 立 以 第 二 类 点 坐 标 的 变 量 的 目 标 函 数 : QF=fTQxf=fT(ATPA)-1f=F(x1,y1,x2,y2,… … ,xp,yp) 式中:Qx---未知数 X 的协因数阵; A--- 设 计 矩 阵 ; P--- 观 测 值 权 阵 ; f--- 权 函 数 式 系 数 向 量 x1,y1,x2,y2,… … ,xp,yp 是 可 以 调 整 的 点 。
矿区控制网设计方法
矿 区控制 网 技术 设 计 的 主要 任 务 ， 是根 据 矿 凡 区生 产任 务要 求 ， 结合矿 区 自然地 理条件 定控制 拟 网的最 优 布 网方 案 。 然而 要 获 得 控 制 网的 最 优方 案， 必须对 所设计 的控 制 网进行优 化 ， 优化 设计需 而 要 重复 解算 大量 的 高 阶矩 阵． 作 量 很 大。过 去 由 工 于 没有 电子 计算机 ， 使矿 区控 制 网的技术 设计 ， 只能
式 中 ｍ 测 角中误 差 ； ——
Ｈｎ ｌ—— 测方 向中误差 ；
ｒ — —
度估 算公式进 行 估 算 ． 能全 面 顾 及控 制 网 网 形 的 不
优 劣及工作 量 的大 小 ， 必造 成 在时 间 、 势 人力 、 力 物
边 长 观 测 中误 差 。
等方 面的浪 费 ， 按影 响 了矿区 生产和建 设 的速度 。 直
而今 由于 电子计 算 机 的普 遍 应 用 ， 矿 区控 制 网 的 给 优 化设计 开辟 了光辉 的前 景。 本 文提 出 了矿 区水平 控 制 网机 助法 优 化 设计 ，
根据 误 差方 程 系 数 阵 Ａ及 权 阵 Ｐ可 组 成 法 方
程 式系 数 阵 Ａ Ｐ 其未 知数 的协 因数 阵为 ： Ｔ Ａ。
的主要 是误 差方 程 系数 阵 Ａ。在 Ａ矩 阵中， 差 方 误
式 中 Ｖ—— 观测 值 的改正 数矩 阵 ；
Ａ —— 误 差方 程式 系数 阵 ； Ｘ —— 未 知参数 矩阵 ；
・
程式 系数 仅与 坐 标有 关 。 因此 ， 了分 析 一个 布 网 为
啦 稿 日期 ：０ １ ０—２ ２ ０ —１ ５
机电一体化专业知识题库
机电一体化专业知识题库（277题）（注*的不适于中、初级职称）1、什么是机电一体化？机电一体化技术是由机械技术、计算机技术、信息处理技术、自动控制技术、检测技术、电力电子技术、接口技术及系统总体技术等群体技术，有机融合而成的一种综合性技术。
2、什么是机械设计技术？机械设计技术是机电一体化的基础。
机电一体化产品中的主功能和构造功能，往往是以机械技术为主实现的。
3、什么是计算机与信息处理技术？信息处理技术包括信息的输入、识别、变换、运算、存储和输出技术，它们大都倚靠计算机来进行，因此，计算机技术和信息处理技术是密且相关的。
计算机技术包括计算机硬件技术和软件技术、网络通信技术、数据库技术等。
机电一体化系统中主要用工业控制机（包括PLC，单片机等）进行信息处理。
机电一体化产品中，计算机和信息处理装置指挥整个产品的运行。
4、什么是自动控制技术？自动控制技术就是通过控制器使被控对象或过程自动地按照预定规律运行。
自动控制技术的范围很广，包括自动控制理论、控制系统设计、系统仿真、现场调试、可靠运行等从理论到实践的整个过程。
机电一体化系统中的自动控制技术主要包括位置控制、速度控制、最优控制、模糊控制、自适应控制等，在实际运用中越来越多地与计算机控制技术联系在一起，成为机电一体化中十分重要的关键技术。
5、什么是传感与检测技术？传感与检测技术是机电一体化的关键技术，他将所测得的各种参数如：位移、位置、速度、加速度、力、温度等和其他形式的信号等转换为统一规格的电信号输入到信息处理系统中，并由此产生出相应的控制信号，以决定执行机构的运动形式和动作幅度。
传感器检测的精度、灵敏度和可靠性将直接影响到机电一体化的性能。
6、什么是执行与驱动技术？执行与驱动技术的主要研究对象是执行元件及其驱动装置。
执行元件分为电动、气动、液压等多种类型，机电一体化产品中多采用电动执行元件；驱动装置主要指各种电动机的驱动电源电路，目前多采用电力电子器件及集成化的功能电路构成。
测量方案技术交底新
表C2-1资料编号工程名称交底日期 施工单位分项工程名称测量方案交底提要测量方案技术交底交底内容：审核人 交底人 接受交底人坐标，利用全站仪根据甲方提供的初始控制点在现场测设出其位置，埋设好控制桩。
第二、再用全站仪观测各点的距离、方向，进行平差，得到各控制点的平差坐标和点位精度，如果控制网的精度不能满足施工需求，必须增加观测数据的测回数，提高观测精度，重新平差，直至满足要求为止。
以此作为工程施工的定位依据。
第三、在施工过程中，由于控制点不可避免的要受到一些因素的影响而可能受到损坏，故需在施工过程中对一些重要而易受损坏的基准点进行拴桩保护。
万一基准点有所损坏，可通过拴桩点迅速恢复。
栓桩点也可采用基准点的结构形式或用红油漆在一些建筑物上作红三角标记（如下图所示）。
4、高程控制网布设（1）高程控制网的布设原则○1、先利用水准仪复测建设单位或测绘院给定的水准点，检查无误后，方可利用它在现场测设一条附合水准路线。
○2、场区内至少布设三个水准点，水准点间距应小于100m ，距离拟建筑物应大于25m ，测量控制点砌砖地面竹编板盖上写:测量桩点,注意保护控制桩做法及保护平面图控制桩做法及保护剖面图砌砖表C2-1资料编号工程名称交底日期 施工单位分项工程名称测量方案交底提要测量方案技术交底交底内容：审核人 交底人 接受交底人5、建筑物的定位放线测量(1)、建筑平面控制网的测设由业主委托重庆市勘测院放线办测设的建筑轴线角点坐标，结合建筑物平面位置关系，测设和建立轴线控制网，作为基础施工轴线测设及控制依据。
(2)、用轴线法放样后的主轴线点位，应进行角度观测，检查直线角度；测定交角的测角误差，不应超过2.5″；轴交点应在长轴线上丈量全长后确定；短轴线应根据长轴线定向后测定，其测量精度应与长轴线相同，交角的限差应在90°±5″以内。
(3)、为了避免施工过程中对施工控制网的影响，必须把主轴线标志桩引测至施工影响区域外且有利于保存和使用的地方，并设置半永久性桩点。
控制测量技术要求
控制测量技术要求控制测量技术要求本作业指导书是针对施工控制测量的特点和作业需要编写的，服务范围是二等以下施工平面控制网、平高控制网、高程控制网的建立和控制点加密。
使用本指导书进行测量作业，应遵守《国家三角测量规范》、《国家一、二等水准测量规范》、《国家三、四等水准测量规范》、《水利水电工程施工测量规范》等规程规范。
如业主有特殊要求的，按业主要求执行。
一、准备工作1．收集资料1.1广泛收集测区及其附近已有的控制测量成果和地形图资料。
(1)控制测量资料包括成果表、点之记、展点图、路线图、计算说明和技术总结等。
收集资料时要查明施测年代、作业单位、依据规范、平高系统、施测等级和成果的精度评定。
成果精度指三角网的高程、测角、点位、最弱边、相对点位中误差；水准路线中每公里偶然中误差和水准点的高程中误差等。
(2)收集的地形图资料包括测区范围内及周边地区各种比例尺地形图和专业用图，主要查明地图的比例尺、施测年代、作业单位、依据规范、坐标系统、高程系统和成图质量等。
(3)如果收集到的控制资料的坐标系统、高程系统不一致，则应收集、整理这些不同系统间的换算关系。
1.2收集合同文件、工程设计文件、业主（监理）文件中有关测量专业的技术要求和规定。
1.3准备相应的规范：《国家三角测量规范》、《国家一、二等水准测量规范》、《国家三、四等水准测量规范》、《GPS测量规范》、《水利水电工程施工测量规范》。
1.4了解测区的行政划分、社会治安、交通运输、物资供应、风俗习惯、气象、地质情况。
例如了解冻土深度，用以考虑埋石深度；最大风力，以考虑觇标的结构；雾季、雨季和风季的起止时间，封冻和解冻时间，以确定适宜的作业月份。
2.现场踏勘携带收集到的测区地形图、控制展点图、点之记等资料到现场踏勘。
踏勘主要了解以下内容：2.1原有的三角点、导线点、水准点、GPS点的位置，了解觇标、标石和标志的现状，其造标埋石的质量，以便决定有无利用价值。
2.2原有地形图是否与现有地物、地貌相一致，着重踏勘增加了哪些建筑物，为控制网图上设计做准备。
南山上隧道独立控制网的建立及贯通误差预计
边应 采 用 Ｇ Ｐ Ｓ直 接观 测基 线 ，联 系 网均应 由图形 强 控 制 网精度 估 算 和 网形 优化 。 网形优 化 后 ，应 按 设 度 较 高 的三 角 网构成 。 计 的测 量精 度 估 算洞 外控 制 测 量 误差 对 横 向贯 通 误 在 实地 布 网前 ，首 先在 １： ５ ０ ０ ０ 地形 图上 进行 差 的影 响 ，对 控制 网 的质 量 进 行 详细 的 前 期分 析 ， 了控 制 网设 计 ， 网形 设计 后 用 科傻 平 差 软 件进 行 了 并 制定 有 效的质 量保 障措 施 。平 面控 制 网图见 图 ２ 。
隧道平面控制网图
图 ２
３ ． ２选 点 和埋石
３ ． ３观 测数据 采 集
控 制 点 的选择 既应 考虑 满 足 Ｇ Ｐ Ｓ观测 的要求 ，
平面 控制 网采 用 Ｌ ｅ ｉ ｃ ａ双 频 Ｇ Ｐ Ｓ接收 机 （ 标称
又 要 考 虑适 合 隧道 控 制 测 量对 控 制 点 的要 求 。洞 口 精 度 ：３ ａ ｒ ｍ ＋ ０ ． ５ ｐ ｐ ｍ ） ，静 态 作业模 式 ，且检 定合 格 。 子 网布 设 的控制 点 一般 应不 小于 ４个 ， 最 少 不少 于 ３ 作 业 前 按规 范 要 求进 行 相 关检 测 ，作 业 过程 中保 持 个 ，洞 口子 网各 控制 点间距 离保 证不 小 于 ３ ５ ０ ｍ ，洞 口投 点应 与 子 网的其 他 两个 控 制 点 通视 。洞 口投 点 连接 边 的边 长不 宜 短于 ３ ０ ０ ｍ ，连接 边 的两 端控 制 点 宜 与洞 口线 路 设计 高 程 尽量 等 高 。 隧道 独 立 坐标 系 的建 立 ，共 新 布设 了 ６个 Ｇ Ｐ Ｓ平面 控制 点 （ 包括 上述 提 到 的 ２个洞 口投 点） ， 其 中 隧道进 口端 布 设 ５ 个Ｇ Ｐ Ｓ 接 收 设备 工作状 态 良好 。 观 测 前 ，按 设计 的控 制 网 网形 、卫 星 可见 预 报 表 、Ｇ Ｐ Ｓ接 收机数 量 、交通 情况 编制 Ｇ Ｐ Ｓ观测 计划 ； 并 根 据 确定 的作业 模 式 ，配 置 预置 作 业 任 务参 数 ； 作 业 中通过 对讲 机或 移动 电话 及 时沟通 信 息 。 观 测 应 按 设计 控制 网 网形进 行 ，洞 口子 网和 联
小麦品种优选及智能种植系统设计
小麦品种优选及智能种植系统设计随着农业科技的不断发展，小麦品种的优选和智能种植系统的设计成为了农业领域中关注的焦点。
本文将对小麦品种优选和智能种植系统设计进行综述，并就相关技术和方法进行探讨。
一、小麦品种优选小麦是世界上最重要的粮食作物之一，种植面积广泛，因此品种的优选非常重要。
在小麦品种优选的过程中，以下几个因素需要考虑：1. 抗病性和适应性：小麦品种应具备抵抗常见病害和逆境的能力，以保证产量和质量的稳定。
2. 产量和品质：优选的小麦品种应具备高产、高品质的特点，以满足食品安全和市场需求。
3. 适应性和耐受性：小麦品种应适应不同的土壤和气候条件，并具备耐旱、耐寒、耐盐碱等性状。
为了实现小麦品种的优选，可以采取以下方法：1. 遗传改良：通过传统杂交、基因编辑和基因转导等技术手段，培育抗病性和高产性的小麦品种。
2. 多地试验：通过多地试验和田间观察，评估不同品种在不同环境条件下的生长表现，筛选出适应性强的品种。
3. 合作研究：国际合作在小麦品种优选中扮演着重要的角色，通过共享信息和资源，加速品种选择和培育的进程。
二、智能种植系统设计智能种植系统是利用先进的技术手段，对种植环境和生长过程进行监测和控制的系统。
对于小麦种植来说，设计一个高效的智能种植系统可以提高产量和质量，并降低生产成本。
以下是智能种植系统设计的关键要素：1. 传感器技术：通过土壤湿度传感器、气象传感器和光照传感器等，实时监测环境的变化，为种植过程提供数据支持。
2. 数据分析和决策支持：通过对传感器数据进行分析和处理，智能系统可以提供精确的决策支持，如施肥、灌溉和病虫害防治等。
3. 自动控制技术：利用自动控制技术，可以实现对温室、灌溉系统和气候控制设备等的自动控制，提高生产效率和节约资源。
4. 物联网技术：将传感器和控制设备通过物联网连接起来，实现实时数据传输和远程监控，方便农民进行管理和决策。
智能种植系统的设计需要考虑实际种植环境的不同特点。
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第二节 技术设计的依据
内容概要
• 测量任务书或测量合同书 • GPS测量规范及规程 • 其他规范及规程
测量任务书或测量合同书①
• 发布单位
– 上级主管部门 – 甲方
• 作用
– 明确项目的目标和要求
测量任务书或测量合同书②
• 内容
– 点位要求
• 分布、密度、数量、标志及观测设施
– 精度要求
• 等级、点位误差、相邻点间距离误差
（优选）控制网设计
武汉大学 测绘学院 卫星应用工程研究所
©2005, 2006, ASE - A-System for Edu1cation
目录 第一节 GPS测量中的几个基本概念 第二节 GPS技术设计的依据 第三节 GPS网的精度和密度设计 第四节 GPS网的基准设计 第五节 GPS网的图形设计 第六节 GPS测量的外业工作
B3
n
Bi
i 1
环的闭合差
X X Y Y Z Z
分量闭合差
– 全长闭合差：分量闭合 差的平方和开方。
s
XБайду номын сангаас
2
Y
2
2 Z
全长闭合差
同步观测环（同步环）和同步环检验
• 同步观测环（同步环）
– 三台或三台以上的GPS接收机进行同步观测所 获得的基线向量（完全由同一观测时段的基线 向量）所构成的闭合环。
实例 IGS 永久跟踪站网
国家 A 级网
• 提示
– 完全由同步观测基线所构成的闭合环之间是线性相关 的，是一组非独立基线向量。
– GPS网应由相互独立的基线向量构成。
独立基线向量
• 同步观测基线向量的最大线性无关组及选 取方式
独立观测环（异步环）和独立观测环检验
• 独立观测环（异步环）
– 定义：由相互函数独立（线性无关）的基线向 量所构成的闭合环。（就是前面的非同步环）
– 全球定位系统（GPS）测量规范，CH2001-92， 国家测绘局，1992
– 全球定位系统（GPS ）测量型接收机检定规程 CH8016-1995
– 全球定位系统城市测量技术规程，CJJ 73-97， 建设部，行业标准，1997
–…
GPS测量规范及规程②
GPS测量规范及规程③
• 规范的内容 – 国家测量规范的内容
n=2
n=3
n=4
n=5
闭合环和环的闭合差
• 闭合环
– 由多条基线向量首尾相连所构成的图形。
n=5 由5条基线向量所构成的闭合环
闭合环和环的闭合差
B2
• 环的闭合差
B1
– 闭合差：组成闭合环的
基线向量按同一方向
Bn
（顺时针或逆时针）的
矢量和。
– 分量闭合差：组成闭合 环的基线向量按同一方 向（顺时针或逆时针） 矢量的各个分量的和。
• GPS基线向量网
– 采用GPS技术布设的测量控制网，由GPS点和基线向 量所构成。
同步观测基线
• 定义
– 利用同一时段的多个同步观测站所采集的观测 数据所计算出的若干基线向量。
• 一个时段中，同步观测基线的数量
– 若在某时段共有n台接收机进行了同步观测， 则共可得到n(n-1)/2条同步观测基线。
同步环与非同步环
同步观测环（同步环）和同步环检验
• 同步环检验
– 定义：检验同步环的闭合差大小。 – 特性
• 理论上：采用严密算法所得到的同步环，无论观测 值中是否含有误差，其环闭合差必为零。（构成同 步环的基线向量之间是线性相关的）
• 实践中：如果算法不严密（目前大多数的商用软件 均属于此种情况），其环闭合差通常不为零，但通 常很小。
– 是GPS测量的基本单位。
• 时段长度
– 观测时段所持续的时间。
同步观测、基线向量和GPS基线向量网
• 同步观测
– 两台或两台以上的GPS接收机对同一组卫星信号进行 的观测。
• 基线向量
– 利用进行同步观测的接收机所采集的观测数据计算出 的接收机间的三维坐标差。
– 与计算时所采用的卫星轨道数据同属一个系统。
– 结论：同步环闭合差很小，还不能说明基线解 算结果一定能够满足精度要求
独立基线向量
• 定义：线性无关的一组基线向量。 • 满足下面条件之一的为独立基线向量。
– 未构成闭合环的一组基线向量（例如：一条基线向量， 未构成闭合环的一组同步观测基线）。
– 虽构成了闭合环，但并非所有基线都来自同一观测时 段。
GPS测量规范及规程③
• 规范的内容 – 城市测量技术规程
其他规范及规程
• 若暂无与工程相对应的GPS规范时， 可参照与该工程对应的常规测量规范 中的质量要求，然后以此为依据，套 用GPS规范
第三节 GPS网的精度和密度设计
内容概要
• GPS测量的等级及其用途 • 各级GPS测量的精度指标 • 各级GPS点的密度指标
独立环与非独立环
独立观测环（异步环）和独立观测环检验
• 独立观测环检验
– 定义：检验独立观测环的闭合差大小 – 特性：与同步环闭合差不同，即使采用严密算
法，并且计算过程中未发生错误，独立观测环 的闭合差通常也不为零，也不一定是个微小量 – 结论：独立观测环闭合差的大小，可作为评定 基线解算结果质量的有力指标
– 进度要求
• 提交成果的时间
– 成果要求
• 坐标参照系、是否需要高程成果、提交资料的内容
GPS测量规范及规程
• 发布单位
– 国家相关机构或行业主管部门
• 技术监督局 • 国家测绘局 • 建设部
– 作用
• 规定测量成果的质量 • 规范实施的步骤、要求
GPS测量规范及规程①
• 现有规范、规程
– 全球定位系统（GPS）测量规范， GB/T18314-2001，国家质量技术监督局，国 家标准，2001
内容概要
• 观测时段和时段长度 • 同步观测、基线向量和GPS基线向量网 • 同步观测基线 • 闭合环和环的闭合差 • 同步观测环（同步环）和同步环检验 • 独立基线向量 • 独立观测环（异步环）和独立观测环检验
观测时段和时段长度
• 观测时段
– 从测站上开始接收卫星信号起至停止接收卫星 信号间的连续工作的时间段。
GPS测量的等级及其用途①
• 我国GPS测量规范所规定的网的等级
级别 AA
A
B
C D E
用途 全球参考框架、全球性地球动力学研究、地壳形变 测量和精密定轨 国家参考框架、区域性地球动力学研究和地壳形变 测量 国家大地控制、地方参考框架、局部形变监测和各 种精密工程测量 大中城市及工程的基本控制网 中小城市、城镇及测图、地籍、土地信息、房产、 物探、勘测、建筑施工等的控制网