function [alpha,N,U]=youxianchafen2(r1,r2,up,under,num,deta) %[alpha,N,U]=youxianchafen2(a,r1,r2,up,under,num,deta) %該函數用有限差分法求解有兩種介質的正方形區域的二維拉普拉斯方程的數值解 %函數返回迭代因子、迭代次數以及迭代完成后所求區域內網格節點處的值 %a為正方形求解區域的邊長 %r1,r2分別表示兩種介質的電導率 %up,under分別為上下邊界值 %num表示將區域每邊的網格剖分個數 %deta為迭代過程中所允許的相對誤差限 n=num+1; %每邊節點數 U(n,n)=0; %節點處數值矩陣 N=0; %迭代次數初值 alpha=2/(1+sin(pi/num));%超松弛迭代因子 k=r1/r2; %兩介質電導率之比 U(1,1:n)=up; %求解區域上邊界第一類邊界條件 U(n,1:n)=under; %求解區域下邊界第一類邊界條件 U(2:num,1)=0;U(2:num,n)=0; for i=2:num U(i,2:num)=up-(up-under)/num*(i-1);%采用線性賦值對上下邊界之間的節點賦迭代初值 end G=1; while G>0 %迭代條件:不滿足相對誤差限要求的節點數目G不為零 Un=U; %完成第n次迭代后所有節點處的值 G=0; %每完成一次迭代將不滿足相對誤差限要求的節點數目歸零 for j=1:n for i=2:num U1=U(i,j); %第n次迭代時網格節點處的值 if j==1 %第n+1次迭代左邊界第二類邊界條件 U(i,j)=1/4*(2*U(i,j+1)+U(i-1,j)+U(i+1,j)); end if (j>1)&&(j U2=1/4*(U(i,j+1)+ U(i-1,j)+ U(i,j-1)+ U(i+1,j)); U(i,j)=U1+alpha*(U2-U1); %引入超松弛迭代因子后的網格節點處的值 end if i==n+1-j %第n+1次迭代兩介質分界面(與網格對角線重合)第二類邊界條件 U(i,j)=1/4*(2/(1+k)*(U(i,j+1)+U(i+1,j))+2*k/(1+k)*(U(i-1,j)+U(i,j-1))); end if j==n %第n+1次迭代右邊界第二類邊界條件 U(i,n)=1/4*(2*U(i,j-1)+U(i-1,j)+U(i+1,j)); end end end N=N+1 %顯示迭代次數 Un1=U; %完成第n+1次迭代后所有節點處的值 err=abs((Un1-Un)./Un1);%第n+1次迭代與第n次迭代所有節點值的相對誤差 err(1,1:n)=0; %上邊界節點相對誤差置零 err(n,1:n)=0; %下邊界節點相對誤差置零 G=sum(sum(err>deta))%顯示每次迭代后不滿足相對誤差限要求的節點數目G end
標簽: 有限差分
上傳時間: 2018-07-13
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基于FPGA的智能小車系統就是本地計算機通過接入Internet小車實現對遠端工作現場、危險工作地段等特殊環境進行監視和控制的系統。智能小車是智能行走機器人的一種,這種智能小車可以適應不同環境,不受溫度、濕度、空間、磁場輻射、重力等條件的影響,可以在人類無法進入或生存的環境中完成人類無法完成的探測任務。適用于國防及民用多個領域。整個系統以遙控小車裝置為基礎,通過配置在上面的攝像頭實現圖像的采集及對行車道的檢測,通過配置的紅外測溫儀探測環境和目標的溫度,具有一定的智能性。其明顯的優點是可以通過網絡遠程控制小車運行及采集現場的溫度、圖像等相關信息,完成人類在特定條件下無法完成的工作。對人類的科學研究、探索未知領域、遠程監控等有著重要的意義。 論文在深入研究SOPC和嵌入式操作系統的基礎上,提出了基于FPGA的智能小車遠程監控方案。采用FPGA來實現,可以充分利用現有的IP核,功能擴展容易,設計開發成本低,上市時間快,修改方便,甚至可以遠程重構系統。與單片機相比,集成度高,可靠性好,調試和維護方便。 論文主要內容包括以下幾個部分:在對智能小車功能分析的基礎上,設計了硬件系統,并在FPGA上構建了基于Nios Ⅱ的嵌入式系統,配置了SPI、串行口和以太網接口模塊和驅動程序,以及各種存儲器。移植了μClinux操作系統,配置嵌入式Web服務器,編寫CGI程序,設計了動態網頁;并對行車道檢測系統進行了研究,在DSP Builder中構建了該模塊,并在Matlab中進行了仿真。在研究數碼相機模塊和紅外測溫模塊的基礎上,編寫了圖像采集和溫度測量程序以及小車運動控制程序,并對系統進行了調試,初步達到通過Internet實現遠程監控的目的。
上傳時間: 2013-05-24
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本課題針對當前煤礦企業對水的依賴性和企業自身發展對水源的需求等實際問題,研制了基于ARM的煤礦水源井監控系統。 論文主要介紹了監控系統監控終端(RTU)的硬件設計、軟件算法設計以及通訊技術、電機的保護原理和監控系統上位機的軟件設計。 監控終端(RTU)的算法設計方面,針對系統數據信號的特點和系統分析的需要,對水位、流量、出水口壓力采用直流采樣,對相電流、相電壓采用交流信號采樣。對采樣后的數據進行數值分析和計算,獲得了高精度的煤礦水源井參數的測量和系統的控制。 通訊部分采用的是具有接收靈敏度高、頻率穩定、傳輸效率高等優點的無線數傳電臺與RS-232組成無線網絡,實現了數據的上下傳輸。 監控終端(RTU)的硬件設計方面主要采用ARM芯片作為監控分站的終端處理核心,實時檢測水源井的水位,出水口壓力、流量等參數。實時顯示水源井各參數的動態特性,并查看水位的歷史變化。同時,ARM處理器通過互感器對數據采集處理后,可計算出水泵電機的三相電流、電壓的實際值,根據電機的相序電流、電壓的大小,可對電機實時有效的微機保護。并根據監控中心命令進行相應的數據處理和數據傳送。 監控終端軟件方面主要考慮到時實采樣的準確性,uClinux系統在ARM系統上數據處理的快速性與實時性,以及與監控系統軟件的通信顯示方面的可行性與有效性。 系統監控的軟件利用VC++6.0中的編程進行實時數據的采集處理和控制、數據的實時顯示、報表打印和報警等功能。通過ADO對象和SQL Sever,與windows系統上的數據庫服務器進行實時數據的交互。
上傳時間: 2013-05-16
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汽車行駛記錄儀(文中也簡稱為記錄儀),亦稱“汽車黑匣子”,是安裝在車輛上,對車輛行駛速度、時間、里程以及有關車輛行駛的其它狀態信息進行監控、記錄、存儲并可通過接口實現數據輸出的數字式電子記錄裝置。為分析和判斷汽車駕駛狀態和處理交通事故提供了可靠準確的科學依據。本課題的來源是國家信息產業部下達的電子發展基金項目,與同類產品相比,增加了音/視頻功能,目前已通過信產部驗收。 本文主要分析和設計了一種具有低成本高擴展性的基于ARM與ARMLinux的汽車行駛記錄儀方案,該系統作為信產部項目中的主控模塊實現了記錄儀的標準功能。硬件方面分析了汽車行駛記錄儀的標準功能對應ARM片內外圍電路與外部器件的設計。軟件方面分析了基于YAFFS文件系統與Linux 2.6的軟件平臺在嵌入式應用方面的高可用性,主要描述YAFFS的特點與基本原理,Linux中線程的實現機制與Linux Kernel 2.6在響應時間上的改進。并給出了該記錄儀基于Liinux的多線程結構應用程序的設計要點、流程圖和主要的數據結構。 作為擴展,為記錄儀增加了采集和處理音/視頻信號的DSP模塊。DSP采用TI公司的專用于數字媒體應用的高性能DSP DM642。DSP模塊同時采集3路視頻并進行壓縮,壓縮算法可以采用MPEG-2、MPEG-4、H.263、H.264等。論述了實現音/視頻功能的基本原理、DSP模塊的存儲器結構、ARM與DSP的通信及一些實用性的考慮。
上傳時間: 2013-07-02
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隨著數字電視日益深入人心,高清概念越來越為人所熟知。帶有高清視頻功能的產品已經逐步走向人們的工作和生活,高清視頻處理已經從理論研究走向系統實際應用。毫無疑問,無論是從觀眾的視覺還是從產業的角度來看,高清視頻已經成為數字視頻技術發展的必然趨勢。本文研究了整個編解碼系統中ARM控制模塊的軟件設計,最終完成以PC機為終端控制平臺,經ARM控制模塊將命令發送給核心編解碼芯片MB86H51,使其完成相應的操作。、本文主要的工作有如下幾個方面: 1、根據ARM各型號芯片的特點,結合本系統的實際需求,最終選定Atmel公司的AT91SAM9261作為ARM控制板的核心處理芯片,并深入了解該芯片的工作原理和內部結構。 2、根據本系統中所選用的DataFlash型號及外圍電路連接情況等諸多因素,并結合Atmel公司所提供的AT91SAM9261一級BootLoader參考代碼,編寫調試符合本系統啟動運行的一級BootLoader引導程序,也稱為Bootstrap引導程序,最終成功實現引導U-Boot程序。 3、深入分析了U-Boot和Linux的體系結構和編譯過程,結合AT91SAM9261芯片的特點和實際外圍電路的連接情況,修改U-Boot和Linux中主要的編譯參數,并進行重新編譯,最終成功移植到系統板中。 4、在ITU-T提供的H.264標準的參考解碼程序JM8.6的基礎上,詳細研究了H.264視頻編碼標準以及具體的解碼器結構和解碼流程,并結合DirectX技術,開發了一款基于PC機的H.264解碼播放器,用于驗證存儲在PC機上的H.264壓縮碼流的正確性。
上傳時間: 2013-04-24
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為了解決當前PVC軟標生產技術落后、效率低、質量不穩定、能耗高、工作環境差等問題,本文提出研制集注標、烘烤、冷卻的數控PVC軟標機方案。 數控PVC軟標機控制系統采用“ARM9+RT-Linux”開發模式,將數控技術與嵌入式系統應用有機結合起來,一方面發揮ARM9微處理器高性能、低功耗的特點,使PVC軟標機數控系統有較強的數據處理和運動控制能力;另一方面利用實時操作系統RT-Linux的開放性、強大的功能,簡化了數控系統軟件的開發,縮短了應用系統開發周期。 本文研究的主要內容是基于嵌入式的PVC軟標機數控系統硬件設計和軟件開發。首先詳細介紹了系統各功能模塊的硬件電路設計,包括嵌入式最小系統搭建、伺服驅動器接口電路設計、電磁閥接口電路設計、人機交互模塊設計、通信模塊設計、開關量模塊設計等方面內容;然后,基于RT-Linux的嵌入式系統軟件實現機理的理論指導下,提出了系統軟件的架構,在此基礎上詳細闡述了軟件實現過程:通過對PVC軟標機數控系統功能需求及多任務間數據依賴關系的分析,同時結合RT-Linux平臺上實時應用軟件的結構特點,本文在邏輯架構上對控制系統的實時任務和非實時任務進行了劃分,并設計了模塊間數據緩沖機制;在時序架構上提出了系統的多任務運行時機分配以及各任務之間正確合理的時序關系,以保證實時任務的實時性和非實時任務能夠得到適當運行;在應用軟件架構上利用RT-Linux多線程編程技術實現了系統軟件的基本功能。最后,針對本系統插補所需的精度和系統實時性要求,利用數據采用直線插補算法實現了系統的插補功能。 目前,PVC軟標機數控系統的基本功能已經實現,系統能夠在實驗平臺上穩定運行,基本達到預期目標。關鍵字:PVC軟標;數控系統;插補;RT-Linux;ARM9
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,我國通信技術的發展勢頭十分迅猛。以電路交換和數字程控交換技術為基礎的電話網更是在整個通信網中占據著重要的地位。面對信息時代的到來,人們在領略信息社會樂趣的同時,也遇到了新的挑戰,學習和掌握程控交換技術己成為有關工程技術人員和廣大青年學生迫切的需要。 本論文在研讀了大量的文獻、參考相關設計的基礎上,根據程控交換的基本原理,面向各高校實驗室和相關研究單位,設計了基于ARM的程控交換實驗系統,本實驗系統以ARM+CPLD為控制系統,按照功能不同進行模塊化設計,在本實驗系統上能夠完成程控交換中的大部分基礎性實驗以及一些和程控交換編程調試相關的實驗。 本實驗系統由硬件和軟件兩部分組成,硬件包括CPU控制電路、用戶接口電路、交換網絡、中繼電路、信號音產生電路、雙音多頻電路、彩鈴電路以及LCD顯示電路等部分。軟件包括基本級程序、周期級程序,在最后還對LCD顯示部分的uC/GUI程序進行了介紹,通過硬件和軟件結合完成了人工交換、空分交換、時分交換、數字中繼接口以及彩鈴等各種實驗。 本套實驗系統目前已經投入使用,與其它程控交換實驗系統相比,本實驗系統提供了豐富的擴展口,實驗者可以自行進行擴展實驗,同時,本實驗系統人機交互界面友好,操作簡單方便。
上傳時間: 2013-07-30
上傳用戶:13188549192
基于FPGA的智能小車系統就是本地計算機通過接入Internet小車實現對遠端工作現場、危險工作地段等特殊環境進行監視和控制的系統。智能小車是智能行走機器人的一種,這種智能小車可以適應不同環境,不受溫度、濕度、空間、磁場輻射、重力等條件的影響,可以在人類無法進入或生存的環境中完成人類無法完成的探測任務。適用于國防及民用多個領域。整個系統以遙控小車裝置為基礎,通過配置在上面的攝像頭實現圖像的采集及對行車道的檢測,通過配置的紅外測溫儀探測環境和目標的溫度,具有一定的智能性。其明顯的優點是可以通過網絡遠程控制小車運行及采集現場的溫度、圖像等相關信息,完成人類在特定條件下無法完成的工作。對人類的科學研究、探索未知領域、遠程監控等有著重要的意義。 論文在深入研究SOPC和嵌入式操作系統的基礎上,提出了基于FPGA的智能小車遠程監控方案。采用FPGA來實現,可以充分利用現有的IP核,功能擴展容易,設計開發成本低,上市時間快,修改方便,甚至可以遠程重構系統。與單片機相比,集成度高,可靠性好,調試和維護方便。 論文主要內容包括以下幾個部分:在對智能小車功能分析的基礎上,設計了硬件系統,并在FPGA上構建了基于Nios Ⅱ的嵌入式系統,配置了SPI、串行口和以太網接口模塊和驅動程序,以及各種存儲器。移植了μClinux操作系統,配置嵌入式Web服務器,編寫CGI程序,設計了動態網頁;并對行車道檢測系統進行了研究,在DSP Builder中構建了該模塊,并在Matlab中進行了仿真。在研究數碼相機模塊和紅外測溫模塊的基礎上,編寫了圖像采集和溫度測量程序以及小車運動控制程序,并對系統進行了調試,初步達到通過Internet實現遠程監控的目的。
上傳時間: 2013-08-05
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介紹了差動放大電路演變歷程,理論上分析了典型差動放大的工作原理以及特性參數的計算公式:應用虛擬實現技術一Pmteus軟件進行了靜態特性、差模輸入信號、共模輸入信號的實驗研究,并對實驗現象進行了分析。
上傳時間: 2013-11-14
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印制電路板在電子設備中是一個很重要的部件。電子元器件在電路板上的位置,對產品的穩定性、可靠性以及抗干擾能力和電磁兼容性等于方面有著重要的影響。元器件在電路板上的布置合理,既可以提高產品設計質量,又可以節省時間,從而達到事半功倍的效果。下面是筆者對電子產品在設計過程中的一些看法和想法。
上傳時間: 2013-10-22
上傳用戶:1047385479