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控制系统数字仿真

现代工程控制理论实验报告实验名称：控制系统数字仿真技术实验时间： 2015/5/3 目录一、实验目的 (2) 二、实验容 (3)

三、实验原理 (3) 四、实验方案 (6) 1、分别离散法； (6) 2、整体离散法； (7) 3、欧拉法 (9) 4、梯形法 (9) 5、龙格——库塔法 (10) 五、实验结论 (11) 小结： (14) 一、实验目的 1、探究多阶系统状态空间方程的求解； 2、探究多种控制系统数字仿真方法并对之进行精度比较；

二、实验容 1、对上面的系统进行仿真，运用分别离散法进行分析； 2、对上面的系统进行仿真，运用整体离散法进行分析； 3、对上面的系统进行仿真，运用欧拉法进行分析； 4、对上面的系统进行仿真，运用梯形法进行分析； 5、对上面的系统进行仿真，运用龙泽——库塔法进行分析； 6、对上面的几种方法进行总计比较，对他们的控制精度分别进行分析比较；三、实验原理 1、控制系统状态空间方程整体离散法的求解；控制系统的传递函数一般为 x Ax Bu Y Cx Du ? =+=+ 有两种控制框图简化形式如下： KI 控制器可以用框图表示如下：

惯性环节表示如下：高阶系统(s)(1)n K G T = +的框图如下对于上面的框图可以简写传递函数 x Ax Bu Y Cx Du ? =+=+ 根据各环节间的关系可以列写出式子中出现的系数A 、B 、C 和D ，下面进行整体离散法求传递函数的推导

00 ()0 ...*()...()(t)(0)...*(t)(0)(t)(0)()(0)At At At At At t t At t t A AT t AT A At t t At At A At A t x Ax Bu e e x e Ax e Bu d e x dt Bue dt dt e x Bue dt e x x Bue d e x x e e Bue d x x e Bue d t KT x kT x e τ ττ τττττ ? -? -----------=+=+=?=?=+=+?=+==????? ?①①得②③ ③得令()0 (1)(1)[(1)]0 (1)[(1)]0 ...(1)[(1)](0)...*(1)()(1)T (1)()()() ,kT A kT A kT k T A k T A k T AT k T AT A k T kT T T AT At AT At AT Bue d t K T x k T x e Bue d e x k e x k Bue d k t x k e x k e Budt e x k e Bdt u k e ττττττ τ?-+?++-++-+=++=+-+-=+-=+=+=+?Φ=? ? ? ??④ 令⑤ ⑤④得令令0 (1)()(1) T At m m e Bdt x k x k x k Φ=+=Φ?+Φ?+?得这样，如果知道系数，就可以知道高阶系统的传递函数和状态空间方程。 2、在控制系统的每一个环节都加一个采样开关，构成分别离散法求解系统的状态空间方程；采样开关其实是一个零阶保持器

加强高校数学教学改革

加强高校数学教学改革随着时代的不断发展，传统单一的数学教学模式逐渐不合时宜。只有进行相应的数学教学改革才能够让高校学生更好地学习数学，提升自我素质。本文以我国的高校数学改革的意义为切入点，并就高校数学教学改革的有效措施进行了阐述。希望能为高校数学的教学改革提供一些浅薄的意见。标签：高校数学数学教学教学改革数学是很多学科的基础，尤其是许多理工类的学科均需要数学的辅助。除此之外，对于高校学生来说，数学更是可以提升其综合素质和锻炼思维。而在当今新时代的高校中，数学教学不仅仅需要老师的传统课堂讲授，更需要转变教学方法，丰富教学手段，以多样化的教学来引导学生更加高效地学习数学。因此，关于高校数学教学的改革探究显得尤为重要。一、高校数学教学改革的意义 1.加强学习引导对学生的学习进行引导是高效数学老师的主要工作职责之一，而进行高校数学教学改革可以进一步增强对学生的引导作用。例如说在一个章节的开始阶段，通过对数学教学的改革，可以让教学导入更加合理化、立体化，更加符合现代高校学生的口味。进而使得学生在教学开始阶段投入更多兴趣，并进一步提高学习效率。其次，数学教学改革也可以让数学对学生思维上的引导更加科学合理，符合设立高校数学课程的初衷。 2.明确教师的示范作用教师在课堂上的提问、讲授、板书等对学生据能够产生示范作用，但传统单一的教学方式并不能让教师的示范作用明确地凸现出来。因此对高校数学课程进行教学改革，对教师本身所起到的示范作用具有一定的明确效果。特别是在课程内容中含义较为混淆、模糊，或者知识点比较难以理解的地方，良好的教师示范可以让学生豁然开朗，进一步解读信息，并理解概念，掌握方法。 3.加深学生对数学的感情现阶段大部分高校学生均认为数学是一门较为难学的学科，让很多人头痛，更不用说对该门学科产生喜爱之情。而在对数学没有兴趣的前提下，进行数学教学也就难以起到非常良好的效果。数学教学改革的核心便是要改变传统枯燥的教学方式，丰富教学内容，让数学变得更加丰富多彩，从而使学生对数学产生感情。例如，通过在教学中融入数学史，可以让学生更好地领略到数学的源远流长与无穷魅力；通过引导学生解决一个数学难题，可以让学生获得非常强的成就感，并进一步在其日常生活中树立起信心，获得坚强的意志。

如何夯实数学基础知识教学

如何夯实数学基础知识教学 1 主动探索科学的记忆方法小学阶段的记忆是以机械记忆为主，初中阶段一方面要继续发展这种记忆能力，另一方面要培养意义识记能力。这是因为中学生的知识经验日益丰富，抽象逻辑思维不断发展，意义识记的比例逐渐增大。意义识记能力与无意识记相反，不再是随意的、片段的识记，而是有明确目标，需要意志和努力的识记。意义识记的先决条件是理解，如在记住公式之前必须弄懂公式的由来和推导，并纳入已经学过的知识系统，有利于永久记忆，在运用时便于提取。从教师的角度，要从三个方面着手引导学生做好意义识记：首先，要理解所要识记的内容，引导他们组织好知识点和信息，对于比较抽象的内容尽量赋予人为意义，使之尽量变成与实际生活相联系的具体事物。其次，教给学生良好的方法。例如，如何分析材料，数和形的结合记忆，如何运用比较、分类、分段、归纳等方法。第三，对于机械记忆能力也要适当加以训练，因为意义识记和机械记忆是相辅相成的。注意培养学生的自学能力小学阶段的教学特点是细致、详细，对于学生抽象思维能力的要求不高，因此他们的自学能力不是很好。在初中阶段，教师要注意引导学生养成良好的自学习惯。自学的第一步是预习。预习是提高听讲效率的必需途径。预习并不等于简单地看书，而是按照教材对新概念、新公式的定义和例题等进行详细研究，并试着独立去做后面的练习题，并记录自己遇到的困难和问题。第二，通过多种途径如课外辅导材料、数学学习网站等加深对定义和例题的理解。第三，在听课时，重点抓住自己预习时所记录的重点和难点，完成预习与讲解的有效融合。教师在预习中起的主要作用是要注意引导学生分析什么是预习的重点，并为学生编排相应的预习题。在复习阶段同样如此，引导学生进行探究学习，独立完成作业，寻找多种解题途径，开发创新思维。 2培养创新能力必须摆脱传统教学观念与教学方式的束缚时下的初中数学教学始终没有摆脱应试教育的阴霾，还是在升学指挥棒的指引下，教师中心主义和权威主义还很流行，传统的“教师负责制”教育弊端在今天的数学课堂教学中仍不断上演。在具体的教学过程中，教师总是利用学生的“向师性”和教师“闻道在先”、“术业有专攻”的知识权威，以学生的主要任务是学习为借口，自觉或不自觉地大势采用简单甚至是粗暴的方式，把知识作为像“圣旨”一样的东西强加给学生。学生潜在的创新能力也在这种长期的、没有硝烟的“传统版教育”中“正常”的淹没。

基于MATLAB的物理光学实验仿真平台构建

毕业设计(论文)开题报告题目：基于Matlab的物理光学实验仿真平台构建院（系）光电工程学院专业光信息科学与技术班级120110 姓名闫武娟学号120110127 导师刘王云年月日

开题报告填写要求 1．开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成。2．开题报告内容必须按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）填写并打印（禁止打印在其它纸上后剪贴），完成后应及时交给指导教师审阅。3．开题报告字数应在1500字以上，参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册，其中外文文献至少3篇），文中引用参考文献处应标出文献序号，“参考文献”应按附件中《参考文献“注释格式”》的要求书写。 4．年、月、日的日期一律用阿拉伯数字书写，例：“2005年11月26日”。

这些仿真平台的使用不仅方便了教学，而且也使学生更容易理解物理光实验的基本原理，加深对理论知识的理解与记忆。 2.课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法 2.1课题研究的主要内容 (1). 在光的干涉基本理论基础上，实现两束平面波、球面波的干涉实验，杨氏双缝和杨氏双孔干涉实验，平行平板的等倾干涉实验，楔形平板的等厚干涉实验，牛顿环干涉实验，迈克尔逊干涉实验以及平行平板的多光束干涉实验。 (2). 在菲涅尔衍射及夫琅和费衍射基本理论基础上，实现矩孔、单缝、圆孔、双缝、多缝、平面光栅及闪耀光栅的衍射实验。 2.2 研究方法及方案物理光学实验可分为两大类：干涉与衍射。光的干涉有光源、干涉装置和干涉图形三个基本要素；衍射分为菲涅尔衍射和夫琅禾费衍射。光学领域的大部分图像及曲线分布都可以用MATLAB 软件加以计算和实现[16]，以杨氏双缝干涉为例，简述实验方案杨氏双缝干涉模型是典型的分波面干涉，其干涉装置图如图所示，用一个单缝与一个双缝，从同一波面上分出两个同相位的单色光，进而获得相干光源并观察分析干涉图样。图1.1杨氏双缝干涉实验装置图 2.2.1数学建模根据干涉的基本原理，点光源S 发出的光波经双缝分解为次波源S 1、S 2，这两个次波源发出的光波在空间相干叠加，继而在其后的接收屏形成一系列明暗相间的干涉条纹。设入射光波波长为λ，两个次波源的强度相同，且间距为d （1）位相差的计算: 221)2 (y d x r ++ =222)2 - (y d x r +=（2.1） )(*12r r n -=?（2.2）

(完整版)控制系统数字仿真题库

控制系统数字仿真题库一、填空题 1. 定义一个系统时，首先要确定系统的边界；边界确定了系统的范围，边界以外对系统的作用称为系统的输入，系统对边界以为环境的作用称为系统的输出。2．系统的三大要素为：实体、属性和活动。 3．人们描述系统的常见术语为：实体、属性、事件和活动。 4．人们经常把系统分成四类，它们分别为：连续系统、离散系统、采样数据系统和离散-连续系统。 5、根据系统的属性可以将系统分成两大类：工程系统和非工程系统。 6．根据描述方法不同，离散系统可以分为：离散时间系统和离散事件系统。7. 系统是指相互联系又相互作用的实体的有机组合。 8．根据模型的表达形式，模型可以分为物理模型和数学模型二大类，其中数学模型根据数学表达形式的不同可分为二种，分别为：静态模型和动态模型。 9、采用一定比例按照真实系统的样子制作的模型称为物理模型，用数学表达式来描述系统内在规律的模型称为数学模型。 10．静态模型的数学表达形式一般是代数方程和逻辑关系表达式等，而动态模型的数学表达形式一般是微分方程和差分方程。 11．系统模型根据描述变量的函数关系可以分类为线性模型和非线性模型。12 仿真模型的校核是指检验数字仿真模型和数学模型是否一致。 13．仿真模型的验证是指检验数字仿真模型和实际系统是否一致。 14．计算机仿真的三个要素为：系统、模型与计算机。 15．系统仿真的三个基本活动是系统建模、仿真建模和仿真试验。 16．系统仿真根据模型种类的不同可分为：物理仿真、数学仿真和数学-物理混合仿真。17．根据仿真应用目的的不同，人们经常把计算机仿真应用分为四类，分别为：系统分析、系统设计、理论验证和人员训练。18．计算机仿真是指将模型在计算机上进行实验的过程。 19. 仿真依据的基本原则是:相似原理。 20. 连续系统仿真中常见的一对矛盾为计算速度和计算精度。 21．保持器是一种将离散时间信号恢复成连续信号的装置。 22．零阶保持器能较好地再现阶跃信号。 23. 一阶保持器能较好地再现斜坡信号。 24. 二阶龙格-库塔法的局部截断误差为O()。 25．三阶隐式阿达姆斯算法的截断误差为:O()。 26．四阶龙格-库塔法的局部截断误差为O()。 27．根据计算稳定性对步长h是否有限制，数值积分算法可以分为二类，分别是：条

大学基础数学教育中创新能力的培养

大学基础数学教育中创新能力的培养龙兰在高等教育中，大学基础数学占有重要的地位。因为，数学教育既具有工具价值，又具有文化价值，特别是具有育人价值。数学的育人，主要是通过知识教养，思想教育，特别是思维能力的培养，可以使人整体地、有条理地、合乎逻辑地和系统地得到全面、持续的发展。大学基础数学教育最基本的目的是教授一定的高等基础数学的基础知识和基本技能，使之深化对客观世界中事物最简单的数量关系和空间形式的理解，通晓研究客观世界的任何一种物质形态和它的运动形式的规律。具体地和抽象地认识数与形的存在，研究数形规律，是一切知识、学问的最基本的元素。人们只有对数与形有了基础的了解，才有可能认识任何事物。在高等教育之前的基础教育中(在中国，即通常的学前教育、小学、中学教育和作为高等教育的预科教育的高中教育)，教育者们认为，受过基础教育的社会成员需要的数学的基础被称为初等数学结构。其任务是把概念化了的初等数学知识系列，系统地传输、内化给受教育者，以期受教育者在接受高等教育之前具有相应的数与形的思维能力，数与形的初等知识，有进行初等的数与形的运算的基础能力。高等教育中的大学基础数学教育，承接初等数学教育，在初等数学教育的基础上，延伸拓展关于数量关系和空间形式的知识。一是升华和促进受教育者数理逻辑的观察、思维和判断等等智力因素的发展；二是延伸拓展受教育者的数学知识面，在新的层面上，为在各种专业知识体系中的数学运用，为各专业能力(哲学、数学、自然科学、社会科学)的发展奠定基础；三是进一步从各种数学模型的形式和应用中享受到数学美。大学基础数学学科主要包含：解析几何，用代数方法研究几何；线性代数，研究如何解线性方程组及其有关的问题；微积分，研究变速运动及曲边形的求积问题，作为微积分的延伸，还包括微分方程；概率论与数理统计，研究随机现象，依据数据进行推理。所有这些学科的教学过程构成了大学基础数学教育知识结构部分。一、大学基础数学教育中创新能力的培养当今时代，科学技术飞速发展，知识经济初见端倪，人类的创造活动水平达到了空前的高度，人类的创新能力提高到了崭新的水平。在全国科学技术大会上指出：“创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力；一个没有创新能力的民族，难以屹立于世界先进民族之林。”因此，创新能力将是21世纪人才的根本特征，而创新能力的源泉乃是拥有创新精神和创新能力的人才。培养高素质的创新人才是新时期高等教育肩负的重要使命。大学基础数学教育作为高等教育重要的组成部分，也承担着创新素质教育和创新人才的培养任务。创新素质教育是以培养学生创新能力为目的的教育，其目的是全面协调地发展人的创造能力。创新能力一般包括创新的情感动力、创新的认知能力和创新的行为能力。创新的情感动力，是创新活动的发动机，是驱动创新活动的力量，它包括创新的动机，创新欲望，创新的认知能力，涉及注意、感知、记忆、想象和思维等。其中创造性思维是核心内容。创新的行为能力，是由创新活动的各种外显行为和技能组成的，其中攻坚克难的意志品质是关键因素。创造活动所需要的这些情感的、认知的和意志的诸因素，构成了一个人的创新素质的整体。发展创新素质的教育，就是通过多种的方法和措施，发展学生的创新情感和欲望以及创新的认知能力和创新实践能力所需要的意志品质。 1．创新情感、欲望和动机的激发创新的欲望是驱动创新的力量源泉，是创新素质培养的前提。创新情感、欲望、动机的激发表现为以下几点：

技工学校中数学基础课教学的研究分析

技工学校中数学基础课教学的研究分析发表时间：2012-03-06T09:39:07.573Z 来源：《赤子》2012年第2期供稿作者：刘崴 [导读] 中专数学教师最好从教学思想到教学方式上，使用创造性教学，培养学生的创新能力。刘崴（哈尔滨汽轮机技工学校，黑龙江哈尔滨 150000）摘要：技校招生规模的扩大，升学政策的调整，学生的层次发生了巨大变化，表现在学生的起点低，文化基础普遍不扎实，学习兴趣不浓厚，势必给基础文化课的数学教学带来莫大的挑战。数学是中职教育各专业学生必修的文化基础课，也是整个教学体系中公认难度最大的课程之一。技校数学教学必须体现学以致用、为专业课程服务的原则，将所教内容化难为易，同时注重创新教学方法，让学生逐步消除对数学学习的抵触心理和畏难情绪，进而产生较好的认知态度和学习兴趣，使教师收到理想的教学实效。关键词：技校；数学课；教学数学是技工学校各类专业学生必修的文化基础课，为技校生学好专业理论课、实践技能和谋职就业提供了必需的数学知识和思维方法。其应用价值和重要性已在教学活动过程及学生就业实践中得到充分体现。但是，技校生普遍感到数学是最难学的课程之一，个别学生甚至还对学习数学有较强的抵触心理，表现出上课消极，不积极参加教学活动，课后也不认真完成作业。技校数学教学的过程难、互动少和效果差，是许多技校数学教师的共同体会。如何改变这一状况，才能有效提高教学活动质量，使技校数学教育能真正达到课程设置的目的?下面就该课程教学中应注意的几个问题谈谈个人的看法及体会。 1 目前学生学习现状 1.1学习目的不明确，学习态度不认真，学习数学缺乏兴趣．意志薄弱．对学习成绩要求不高。与初中相比中职数学的难度加大，许多学生适应力差。学习情感脆弱、一旦遇到困难和挫折就退缩不前，甚至丧失信心。 1.2基础知识薄弱。表现在概念模糊，公式、定理、性质不清，更谈不上理解。各个知识点互相孤立，处于似懂非懂的状态。轻视基本知识、基本技能和基本方法的学习与训练，没有良好的审题习惯，加上表达能力差，运算能力差，基本上没有掌握数学的思维方法。 1.3学习方法不当。不少学生上课没能专心听课，不积极主动思考，作业马虎、抄袭、字迹潦草，解题不够准确，步骤不完整，不懂的问题不钻不问，学习被动，课前没有预习，课后又不能及时巩固、复习、寻找知识间的联系。 1.4学习能力差，思维呆板，缺乏联想。抓不住问题的实质与要害，思维难以展开。更不用说进行联想，在问题面前往往茫无头绪，无所适从。只会简单识记、机械模仿，学习知识生吞活剥，不会灵活运用，往往只注重问题的结论。不重视问题的形成过程。 2 解决出现问题的对策 2.1更新教育观念，培养学生学习数学的兴趣。相当一部分中职学生学习成绩较差，在学习上屡遭失败，常常受到家长的责备，教师的批评，因而在学习上自暴自弃，学习对他们来说就是一种沉重的负担，更谈不上兴趣爱好。因此，教师要更新教育观念，改变传统的师生关系，深入到学生中去，与他们谈心，倾听他们的心里话，和学生交朋友，只有“亲其师”，方能“信其道”，这样才能端正学生的学习态度，调动学生的学习积极性。在课堂教学活动中，对学习表现出积极向上，富有创造性的精神状态，此时，教师要及时给予肯定、表扬和评价，让学生产生成就感。即使是很小的进步，教师也要给予及时正确的评价和表扬，从而达到激发学生学习兴趣的目的。 2.2课程设置不拘一格、大胆创新，同时开设基础课数学和专业数学。其中基础数学学习必须掌握的基本数学知识，力求简练、实用，掌握最基本的定理及方法，这部分知识在一年级完成。专业数学是根据学生不同专业需要开设的课程，对不同专业，应针对实际情况设置教学内容，制订不同的教学计划和授课计划，授课的内容和进程要符合专业需要，甚至可以由教师自行编写讲义。例如，函数的概念和性质是各专业的基本要求，属于基础学习部分，特别是三角函数是多数专业课程的基础，因此，这一部分可作为每个专业必须学习的基础数学。而对于计算机和电子专业的学生，要求他们不仅要学习函数，还应把向量、复数等作为重点学习内容，以适应专业课学习的需求。 2.3教师在教学过程中应突出学以致用。以数学无穷的应用价值使学生发自内心地产生需要学好数学的愿望。主要应做好以下几方面：一是教师要做有心人，留意身边的事与物，多收集反映数学知识的自然现象和应用数学知识的生活、生产事例，特别是与学生所学的专业有关的应用数学的实例。二是作好学科知识的横向联系工作。要至少了解或熟悉本校开设的各门专业的相关知识，经常保持与专业课老师的联系，了解同步教学内容对数学的要求，可以用到哪些数学知识解决哪些专业问题，为平时教学积累素材。三是要善于对应用问题进行教学法加工，一方面能将一些复杂的应用问题尽量改编为中职生能接受能解决的应用问题，另一方面能将教材上一些纯数学题改编为与学生所学专业密切相关的应用问题，真正使数学与专业课教学结合起来，体现出为专业课服务的特点。 2.4增强学生的参与意识。素质教育是是全面发展的教育，其核心是培养学生的主动意识、创新精神和实践能力。教师是主导，学生是主体。“由于学生经常表现为教育的对象，处于客体地位，人们也就往往忽视学生在教育过程中的主体地位和作用。”课堂教学的效率，离不开学生的积极参与，教师最好要创造机会，鼓励学生参与。教师讲得过多，只会培养学生思维的懒散性，不利于学生自主参与意识的培养。如果我们能够真正做到与学生平等交往，对他们尊重、理解和信任，那么教师就能够激发他们的主动参与意识。由于现在的许多中专生基础较差，他们稍一走神，就容易听不懂课，甚至自暴自弃，给我们大家的教师带来许多困难。由此可见，学生的主体地位必须得到我们的重视，我们要培养学生在课堂上的主动参与意识。从而在教学实践中我们才能取得较好的教学效果，达到教学目的。 2.5培养学生的创新能力。中职学校必须实施素质教育，实施素质教育就是全面贯彻党的教育方针，以提高学生的素质为根本宗旨，以培养学生的创新精神和实践能力为重点，培养德智体美劳全面发展的社会主义事业建设者。江泽民同志曾经说过:“我们必须把增强民族创新能力提到关系中华民族兴衰存亡的高度来认识。”我国著名的教育思想家陶行知先早在三十年代就曾说：“教师要创造性的教，学生要创造性的学。”教育本身就是一个创新的过程，教师要具备创新意识，改变以知识传授为中心的教学思路，从而培养学生的创新能力和实践能力。“培养学习的创新能力，是当代所有学校、所有教师和所有教学活动的一个基本目标。”中专数学教师最好从教学思想到教学方式上，使用创造性教学，培养学生的创新能力。总之，中职数学教学必须转变观念，由知识型向能力型和应用型转化，“以能力为本位”，学生只有看到数学能够应用到专业以及实际中去，才能获得学习的动力，提高数学素养。所以中职数学教育改革势在必行，且任重道远。在教学中充分体现学生的主体地位，根据学生的学习特点、学习专业掌握最恰当的教学方法做到分类导学，因材施教。同时，作为教育工作者的我们要加强自身素质的提高，做好数

物理仿真实验报告1

物理仿真实验报告受迫振动班级应物01 姓名赵锦文学号10093020

一、实验简介在本实验中，我们将研究弹簧重物振动系统的运动。在这里，振动中系统除受弹性力和阻尼力作用外，另外还受到一个作正弦变化的力的作用。这种运动是一类广泛的实际运动，即一个振动着的力学体系还受到一个作周期变化的力的作用时的运动的一种简化模型。如我们将会看到的，可以使这个体系按照与施加力相同的频率振动，共振幅既取决于力的大小也取决于力的频率。当力的频率接近体系的固有振动频率时，“受迫振动”的振幅可以变得非常大，这种现象称为共振。共振现象是重要的，它普遍地存在于自然界，工程技术和物理学各领域中．共振概念具有广泛的应用，根据具体问题中共振是“利”还是“害”，再相应地进行趋利避害的处理。两个相互耦合的简谐振子称为耦合振子，耦合振子乃是晶体中原子在其平衡位置附近振动的理想模型。本实验目的在于研究阻尼振动和受迫振动的特性,要求学生测量弹簧重物振动系统的阻尼常数，共振频率。二、实验原理 1．受迫振动砝码和挂钩弹簧弹簧振荡器图13.1 受迫振动质量M 的重物按图1放置在两个弹簧中间。静止平衡时，重物收到的合外力为0。当重物被偏离平衡位置时，系统开始振动。由于阻尼衰减(例如摩擦力)，最终系统会停止振动。振动频率较低时，可以近似认为阻力与振动频率成线性关系。作用在重物上的合力： x M x Kx x x k x k F 21=--=---=ββ 其中k1, k2是弹簧的倔强系数。

K = k1+ k2是系统的等效倔强系数。 x 是重物偏离平衡位置的距离, β 是阻尼系数。因此重物的运动方程可表示为： 22 0=++x x x ωγ 其中 γβ=M and ω02 =K M 。在欠阻尼状态时(ωγ0>),方程解为： ) cos(22 0 φγωγ+-=-t Ae x t A, φ 由系统初始态决定。方程的解是一个幅度衰减的谐振动，如图2所示。 T 图13.2 衰减振动振动频率是： f T = =-11202 2π ωγ (13.1) 如果重物下面的弹簧1k 由一个幅度为a 的振荡器驱动，那么这个弹簧作用于重物的力是) cos (1x t a k -ω。此时重物的运动方程为： M t a k x x x cos 212 0ωωγ= ++ . 方程的稳态解为： ) cos(4)(2 2 2 22 1θωω γωω-+-= t M a k x (13.2) 其中 )2(tan 2 201 ωωγω θ-=-。图13.3显示振动的幅度与频率的关系。

控制系统数字仿真习题.doc

控制系统数字仿真题库填空题 1.定义一个系统时，首先要确定系统的；边界确定了系统的范围，边界以外对系统的作用称为系统的，系统对边界以为环境的作用称为系统的。 1.定义一个系统时，首先要确定系统的边界；边界确定了系统的范围，边界以外对系统的作用称为系统的输入，系统对边界以为环境的作用称为系统的输出。 2．系统的三大要素为：、和。 2．系统的三大要素为：实体、属性和活动。 3．人们描述系统的常见术语为：、、和 3．人们描述系统的常见术语为：实体、属性、事件和活动。 4．人们经常把系统分成四类，分别为：、、和 4．人们经常把系统分成四类，它们分别为：连续系统、离散系统、采样数据系统和离散-连续系统。 5、根据系统的属性可以将系统分成两大类：和。 5、根据系统的属性可以将系统分成两大类：工程系统和非工程系统。 6．根据描述方法不同，离散系统可以分为：和。 6．根据描述方法不同，离散系统可以分为：离散时间系统和离散事件系统。 7. 系统是指相互联系又相互作用的的有机组合。 7. 系统是指相互联系又相互作用的实体的有机组合。 8．根据模型的表达形式，模型可以分为和数学模型二大类，期中数学模型根据数学表达形式的不同可分为二种，分别为：和。8．根据模型的表达形式，模型可以分为物理模型和数学模型二大类，期中数学模型根据数学表达形式的不同可分为二种，分别为：静态模型和动态模型。 9．连续时间集中参数模型的常见形式为有三种，分别为：、和。 9．连续时间集中参数模型的常见形式为有三种，分别为：微分方程、状态方程和传递函数。 10、采用一定比例按照真实系统的样子制作的模型称为，用数学表达式来描述系统内在规律的模型称为。 10、采用一定比例按照真实系统的样子制作的模型称为物理模型，用数学表达式来描述系统内在规律的模型称为数学模型。 11．静态模型的数学表达形式一般是方程和逻辑关系表达式等，而动态模型的数学表达形式一般是方程和方程。 11．静态模型的数学表达形式一般是代数方程和逻辑关系表达式等，而动态模型的数

西安交大物理仿真实验

西安交大物理仿真实验大学物理仿真实验 ——《受迫振动》电气12 高加西 2110401039 一、实验简介在本实验中，我们将研究弹簧重物振动系统的运动。在这里，振动中系统除受弹性力和阻尼力作用外，另外还受到一个作正弦变化的力的作用。这种运动是一类广泛的实际运动，即一个振动着的力学体系还受到一个作周期变化的力的作用时的运动的一种简化模型。如我们将会看到的，可以使这个体系按照与施加力相同的频率振动，共振幅既取决于力的大小也取决于力的频率。当力的频率接近体系的固有振动频率时，“受迫振动”的振幅可以变得非常大，这种现象称为共振。共振现象是重要的，它普遍地存在于自然界，工程技术和物理学各领域中(共振概念具有广泛的应用，根据具体问题中共振是“利”还是“害”，再相应地进行趋利避害的处理。二、实验目的研究阻尼振动和受迫振动的特性,要求学生测量弹簧重物振动系统的阻尼常数，共振频率。三、实验原理 1.受迫振动

图1 受迫振动质量M的重物按图1放置在两个弹簧中间。静止平衡时，重物收到的合外力为0。当重物被偏离平衡位置时，系统开始振动。由于阻尼衰减(例如摩擦力)，最终系统会停止振动。振动频率较低时，可以近似认为阻力与振动频率成线性关系。作用在重物上的合力: 其中 k, k 是弹簧的倔强系数。 12 K = k+ k 是系统的等效倔强系数。 12 x 是重物偏离平衡位置的距离, , 是阻尼系数。因此重物的运动方程可表示为: 其中 and 。在欠阻尼状态时() ,方程解为:

由系统初始态决定。方程的解是一幅度衰减的谐振动，如图2所示。 A,, 图2 衰减振动振动频率是: (1) 如果重物下面的弹簧由一个幅度为a 的振荡器驱动，那么这个弹簧作用于重物的力是。此时重物的运动方程为: 方程的稳态解为: (2) 其中。图3显示振动的幅度与频率的关系。图3 衰减振动幅度与振动频率关系

大型数字仿真平台介绍

大型科学计算与仿真支撑平台SimuWorks?SimuWorks?是公司的核心主导产品，获得了科技部和财政部的中小企业创新基金的资助，通过了国家软件评测中心的高级软件确认测试，被列为北京市火炬计划项目。 SimuWorks?将开发、调试、验证、运行、分析等各种仿真功能进行了整合，创立了“仿真系统制造工厂”的新理念，大大提高了仿真系统的开发效率，可应用于军事、电力、能源、交通、水利、经济等领域仿真系统的开发。大型科学计算与仿真支撑平台SimuWorks?由仿真引擎SimuEngine、图形化自动建模系统SimuBuilder、模块资源管理器SimuManager、模块资源库SimuLib及其他仿真功能软件组成。（这一段变成图片）---加一个小标题（软件组成）---提供结构图，由广告公司完善修饰。

仿真引擎SimuEngine SimuEngine是介于仿真系统和计算机操作系统之间的可视化仿真支撑系统。功能和特点： ?实时网络数据库 –读取速度快，实时性强 –满足大型仿真系统的各种需求 ?数据可视化 –表格、曲线、流程图、直方图等 –画面可在线组态 ?在线调试 –可随时对数据库中的任意数据进行在线修改，并可以立即影响到模型的计算?协同开发 –支持多人在网络环境下的程序协同开发 –提供了从程序编辑、变量扫描、编译、连接到运行、调试等全过程的支持?完整的教练员功能 –运行与停止、冻结与解冻、改变速度、故障设置、工况保存、回退、重演等?结构灵活 –采用了“客户/服务器”模式，便于扩展 ?仿真精度高 –最小仿真步长可达10毫秒 –最小数据刷新周期50毫秒 ?多流程仿真 –可以在一套硬件系统上同时开发或运行不同的系统，或者同一系统的多个实例?良好的可维护性和可移植性 –可以运行于各种Windows系统，包括Windows 2000/XP/2003/Vista/2008/7等?多任务并行运行 –支持多任务运行和在多CPU环境下的并行计算 ?开放性好 –提供了方便的API接口 –支持OPC协议，提供OPC Server和OPC Client接口程序

《工科基础数学》教学大纲(新).doc

《工科基础数学》教学大纲课程编号：2100349-350 学时：176 （讲课176 , 实验）授课学院：理学院适用专业：自动化、电气自动化教材：《数学基础教程》杨则鬃主编天津大学出版社一、课程性质、目的和任务该课程是作为我校全日制本科电类各专业、高层次班高等数学课的改革试点课程。该课程是我校“九五”教材改革重点立项，把高等数学与线性代数两部分内容有机结合起来，并利用现代数学观点和思想统一处理工科数学中的一?些问题，打破数学各分支界限，将微积分、解析几何、线性代数、常微分方程、矢量分析、场论、复变函数等有关内容通盘考虑，适兴引进现代数学观点和方法，提高数学知识层次，注意培养学生自学新知识的能力，提高基础课程教学质量。二、教学基本要求本课程作为我校改革课程，除了体现高等数学教学基础要求外，还必须：（1）教学起点要高，讲授好必备的现代数学有关概念、知识。（2）精讲和启发式结合，在课时没有增加，而内容增加情况下，重点内容要讲透，一般内容可提倡自学。（3）力求把数学理论与专业知识有机结合，注意加强实践环节。三、教学内容本科课程共十七章，分上、中、下三册。其上册由“集合与映射”、“单元函数的极限与连续”、“单元函数的微分学”、“单元函数的积分学”、“常微分方程的解法”五个部分组成。中册由“行列式”、“向量代数与空间解析几何”、“矩阵”、“n维向量与n元线性方程组”、“矩阵的相似对角形”、“线性空间与线性变换”、“内积空间与二次型”七个部分组成。下册由“秋中的点集，多元函数的连续性”、“多元函数的微分学”、“多元函数的积分学”、“无穷级数”五个部分内容组成。

大学物理仿真实验(Online版)部署手册

大学物理仿真实验（Online版）部署手册一、系统环境要求： 1.服务器 ●操作系统 Windows Server 2003 中文版企业版 ●数据库服务器 Microsoft SQL server 2005 中文版 ●.net framework .net framework 3.5 sp1中文版 ●其他 Internet信息服务（IIS）6.0 Microsoft Word 2007中文版, Excel 2007中文版 2.用户机 ●操作系统 Microsoft Windows XP中文版 ●浏览器 Internet Explore 6.0及以上 ●.net framework .net framework 3.5 sp1中文版二、大学物理仿真实验（Online版）部署方法 1.大学物理仿真实验（Online版）安装在确保服务器的推荐软件环境后，运行本公司提供的安装程序。安装过程中的相关设置如下： 1)在用户信息输入界面，客户需要输入自己学校完整名称，例如“中国科学技术大学”，完成后点击“下一步”按钮。

2)在数据库服务器设置页面，用户需要在“数据库服务器”输入框内输入数据库服务器的IP地址，并选择登陆模式，输入登陆用户名和密码。完成后点击“下一步”按钮。 3)在目标文件夹选择界面，保证上一步输入正确的情况下，用户可选择文件的存放位置。选择完成后点击“下一步”按钮。

4)其他操作根据程序提示进行，即可完成系统安装。 2.大学物理仿真实验（Online版）服务器Web服务配置在运行完安装程序后，用户还需要对IIS进行一些设置，并在程序中写入服务器的IP地址。 1)IIS设置：右键点击我的电脑/管理/服务和应用程序/Internet信息服务，找到由安装程序建立的站点ExamSystem，右击该站点点击属性。选择http头，在mine类型中增加：扩展名：.xaml MIME类型：application/xaml+xml和.xap 扩展名：.xap MIME类型：application/x-silverlight-app

控制系统数字仿真(大作业)答案

编程题（每小题25分，共100分） 1. 典型二阶系统，其传递函数为，在相同坐标系下编程实现绘制当取0.1，02，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9，1，2时候该系统的Bode图。答：% MATLAB程序为*4 Wn = 0.6 kesai = [0.1:0.1:1,2] hold on; for kos=kesai num=Wn^2; den=[1,2*kos*Wn,Wn^2] step(num,den) end title('Step Response') hold off; 2. 系统开环传函，设k=1，试编程实现（1）用传函、零极点、状态空间方式表示系统。*10 （2）绘制闭环系统单位阶跃响应。判断稳定性。（3）绘制根轨迹、Bode图、乃氏图。（4）求可控性、可观测性矩阵，并判断可控、可观测性。 3. “虚拟飞行员”模型代表了闭环中的飞行员，它可以用来分析和设计飞机控制系统。飞机和飞行员形成的闭环框图如图（3）所示。变量表示飞行员的时延，用 =0.5表示反应较慢的飞行员，用 =0.25表示反应较快的飞行员。飞行员模型的其他变量假定为K=1， 1=2， 2=0.5。请用matlab编程计算闭环系统的极点。图3 飞行员控制飞机的闭环系统

4. 典型二阶系统，其传递函数为，在相同坐标系下编程实现绘制当，取2，4，6，8，10，12时候该系统的单位阶跃响应。答：% MATLAB程序为ex3212.m： w=[2:2:12] kesai=0.7 hold on; for Wn=w num=Wn^2; den=[1,2*kesai*Wn,Wn^2] step(num,den,6) end title('Step Response') hold off;

高校高等数学教学学习现状分析

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/61378500.html, 高校高等数学教学学习现状分析作者：黄茜王书勤来源：《读写算》2014年第31期【摘要】《高等数学》是大专院校的一门重要公共基础课程，它的学习直接影响到其他后续数学课程和专业课程的学习，但是部分学生对其学习兴趣并不浓厚。本文对大学生学习高数的状况进行了调查，总结了影响其教学质量的各种因素，并提出了一些提高教学质量的想法。【关键词】高等数学教学质量学习兴趣一般大专院校设置课程时都有一门共同的十分重要的公共基础课程—《高等数学》。许多学生深知高数对其后续课程学习的基础性和重要性，因此有着浓厚的求知欲；有的学生认为自己所学专业与数学无关，即使基础很好，也不愿意花费时间和精力去学习数学。再加上高中阶段文理科数学的教学大纲不尽相同，这就导致学生掌握数学基础知识的程度不同，因而对高等数学的学习兴趣和学习效果也不相同。因此，本文对一般大学生学习高数的兴趣和对这门课的重视程度等进行了调查，初步了解影响学生学习高数的原因，并提出了解决建议，以便提高学生学习兴趣，改进学习的效果，同时也为高等数学的教育教学改革提供参考和理论依据。在调查中还发现，学生对高数的重视程度也不一样。绝大多数的学生承认数学课程在其专业的重要性。他们普遍认为： 1. 学好高数对后继课程如计算机和电子等专业课程的学习以及今后的考研数学都有很大的帮助。2. 学好高数可以转换思维方式，并可以锻炼逻辑思维推理能力。3. 学好高数可以使自己的就业范围更广，并且对考取会计师、统计师、物流师、物业师、保险精算师等职业资格有帮助。在对高数不感兴趣的学生的调查中，发现导致学生不感兴趣的主要原因有：客观智力原因、兴趣爱好、教师授课方式与方法、自身的学习方法等。这说明虽然有一部分学生对高数不感兴趣，但其原因却是多元的：（一）教材的选用高等数学的教材选用过多种版本，但是它们在内容的编排上都大致相同。都存在重理论分析、轻应用结合，重逻辑推导、轻通过实际问题分析相关实际现象的问题。且教材中关于数学结合实际应用的相关内容非常少，也缺乏与各专业课程的横向联系，使得一些学生在学习这门课程时感到十分迷惑，不知道知识的实际落脚点在哪。要解决这个问题就必须改革教学内容，突出应用。

分析高校数学教学中数学文化的渗透

分析高校数学教学中数学文化的渗透随着时代的发展，数学这一基础性学科也在历史长河中形成了自己的文化体系。数学文化作为人类精神世界宝贵的财富，体现了人类不惧艰辛不断求知的决心。文章通过对数学文化体系分析，提出了在高校数学教学中渗透数学文化的策略。以期高校学生可以在数学文化的熏陶下，提升学生的数学素养和学生的价值观。标签：高校数学;数学文化;精神生活为了与时俱进，顺应社会发展潮流，将数学文化渗透在数学探究活动中，是教育改革的必然发展趋势。高校数学教学的宗旨在于培养社会发展需要的高修养、高能力的专业人才。一、数学文化简述数学是人类社会发展的产物，是推动社会向前发展的中坚力量。数学具备自己独特的文化内涵，是人类精神生活的宝贵财富，也是人们探索世界，开启智慧大门的钥匙。数学文化是数学在漫长的社会发展中遵循自然的原则，并在科学的指导下产生的。具体的数学文化概念是指人类在数学态度上，数学行为中，数学精神里的总称。人类文明发展史的重要组成部分就是数学，数学是人类在社会生产活动中所创造出来的，又被人类赋予生命。数学文化的产生对人类的生活产生了不小的影响。数学文化既表现出求取精神，也表现出一种大无畏的冒险精神。只有大胆的假设才会有相应的证实。但是，在高校数学教学过程中，很多教师将教学的眼光局限于数学知识本身，轻视了学生关于数学学习中的独特思想和独立的逻辑能力，还有数学文化的精神作用，这些都是错误的做法和教学方式[1]。数学文化具有的特点：第一个特点是独特的思维，数学文化就是在研究问题、探讨知识中产生的，具有数学思维是数学学习的精华。第二个特点是具体化。具体化是数学与其他学科存在明显差异的一个特点。数学素养是人们具备良好的数学意识，可以掌握基本的数学相关知识和数学技能。第三个特点是完善化。数学知识的产生就是在不断完善中发展过来的。每一次的蛻变都给数学知识添加了新的元素，一次次的完善扩大了知识的储备。第四个特点是应用性。数学文化具有强大的应用性，学好数学就需要学生对数学文化发展史有详细的理解并且能够运用所知道的数学知识，将其整合利用，并且通过大量的习题来检测和巩固已经学会的知识，但是对于不热爱数学的人来说，整个过程就会显得特别的艰难。二、高校数学教学中数学文化的渗透策略 1.加强数学教育，完善数学文化体系无数的数学家前辈用自己一生的努力去付出，苦苦地求索，才有了今天这不断趋于完善的数学文化体系，向世人揭示了数学从无到有的全过程。高校的高等

自动控制原理4控制系统数字仿真

自控原理实验四：控制系统数字仿真一、实验目的通过本实验掌握利用四阶龙格-库塔法进行控制系统数字仿真的方法，并分析系统参数改变对系统性能的影响。二、实验方法 1、四阶龙格一一库塔法卄一阶微分方程如2 则在切L(如A巾｝处，F仇+J的近似值为: 加1 =儿-：馆-2雇+比-駐)〔m 0 式中：/r = f HU K=fi^y n) 孤三/(匚十可k儿十—^1) ■■ 俎二/久卄片乩儿亠:展丿 ■* h=f(f. +九儿十碣｝如果微分方程是如下丿枚式的向馆微分方程, Jgf) = d⑴ 少⑴) U(O)=兀 M中＜X(t)为E维向量，u⑴均为标m .则在匸处(gfgj 的近似(f［为：兀+】二兀+ ￡［￡ +皿4 2心+瓦］ ( 7-4) O (7-1) (7-3)

式中：“也 K严F（r”Kr』） K严弘+杯兀+*,心）） AB 亠 K3=F（r”+￡?X”+￡KyM（Fj）瓦=尸亿+力丄”+也3??心）） n = 01 ......... 2.控制系统数字仿真设系统的闭环传递函数为^ 如=凹=**宀…％Z M（$）S n+“s"T 十…+ 心_] +a” 引入中间变量7(s)则上式叮化为：如二凹M(S) v(s) 令：型= ___________ ! ________ H(5) s"十as"T+?..a”]S + a” 誥=5严+巾严+…c”4q 由以上两式吋得如下两个微分方程 v w(r) + av^(『) + ??? + d”_p(r) + a n v(t) = w(r) W) = epi (r) + C2V(W_2) (/) + ?■? + c』(r) + e…v(r) 令:v(B_1)(0) = v(n_2)(0) = - = v(0) = v(0) = 0 H (0 =啲，心(0 = "(『)? ?，耳(0 = E (0 则(7-8)式可化为如下一阶微分方程组： AW = ^2(r) 右”) = x3(r) 亢-1 ⑴=X” (0 九(0 = 一讣(r) -务丙⑴------ 叭(r) + u(t) (7~9)式口J丐成： J(0 = c”“(r) +存辺⑴+…中左) (7-5) v(s) M(S) (7-6) (7-7) (7-8) (7-9) (7-10) (7-11)