茶文化学读书报告-郑清芳

茶文化学读书报告-郑清芳
茶文化学读书报告-郑清芳

读书报告

建筑01班郑清芳20147970

茶文化历史悠久,源远流长,通过学习《茶文化学》,在老师的上课讲解之后,并认真阅读这本书,对茶文化有了很深的感悟。

茶文化既然包括作为载体的茶和使用茶的人,因茶而有各种观念形态,就必然具有其自然和社会两种属性。即围绕茶及利用它的人一系列物质的、精神的、习俗的、心里的行为表现。具体体现在:社会性、群众性、民族性、区域性。茶文化的精神内涵:物质与精神的结合,高雅与通俗的结合,功能与审美的结合,实用与娱乐的结合。总之,在茶文化中,蕴涵着进步的历史观和世界观,它以健康、向上及平和的心态,去鼓励人类实现社会进步的理想和目标。茶文化在现代社会也很重要,对人们休闲、健康、弘扬好的社会风气、带动产业发展也是很重要的。

茶文化的形成与发展包括:茶树的起源与原产地、饮茶的起源与演变、茶产业的形成与发展简史、茶具的起源与演变、茶文化的形成与发展、中华茶文化的对外传播、世界茶产业与茶文化现状与发展趋势。上古时期,中国的先民们就发现茶,并发现了茶-具有疗疾的作用。最终把茶变成了一种大众化的饮料。茶从发现到演变为饮料的历史是人类文民进步的必然结果,也是人类对茶的功能不断认识和深化的结果。

茶树的故乡在中国:①陆羽的《茶经》写于公元780年,为世界第一部茶叶百科全书;

②世界上各国对茶的称呼来自我国;③我国的西南地区分布(最集中、数量最多)大量野生大茶树;④茶树近缘植物的地理分布中心在我国西南地区。山茶科植物的地理分布,全世界山茶科植物有23个属380种,中国有15属260种。全世界已发现的茶属植物共80-100种,中国有60种以上。⑤茶树生物学的研究证明中国西南地区是茶树起源中心。

饮茶始于西汉,从西汉至今,烹茶经历了:煮、煎、点、泡四种烹饮方法演变。

饮茶器具是饮茶的重要工具,因为悠久深厚的茶文化,对饮茶的器具要求特别复杂,茶具分类:1、按用途可划分为:茶杯、茶碗、茶壶、茶盖、茶碟、托盘等饮茶用具。2、按茶艺冲泡要求可划分为:煮水器、备茶器、泡茶器、盛茶器、涤洁器等。3、按茶具的质地可划分为:陶土茶具、瓷器茶具、漆器茶具、玻璃茶具、金属茶具、竹木茶具、搪瓷茶具、玉石茶具等。

不同的茶对茶具的要求也很严格,不同的茶配上合适的茶具,可以更好地体现茶的品味,也是茶文化复杂的部分。这不仅体现了深远的茶文化,文化底蕴深厚,也是文人雅士的雅好,正是讲究之处,是茶文化的重要组成部分。

悠久的茶深得人们的喜欢,加上统治者的重视,茶迅速从西南地区传向宫廷,传向中原,以致中华大地,后逐渐传入西方,传遍世界。现在茶依然是十分受欢迎的一种饮品,现在世界的茶产业正是空前发展的状态,但也面临许多新的挑战和新的机遇。

茶文化不只包括茶的制备、饮用、茶具讲究,另外爱茶之人还讲究一种茶道。茶道:指的是事茶的方法、技艺,亦可理解为品茗的思想感受或心理体验。茶道与佛教有关,茶道基于儒家的治世机缘,倚于佛家的淡泊节操,洋溢道家的浪漫理想,借品茗倡导“清和、俭约、廉洁、求真、求美”的高雅精神。蕴含了中国哲学中的“真”,其道深远。总之,论及我国古代的茶道,不能不提有过“精行俭德”论述的茶圣《陆羽》,是他,奠定了茶道理论基础。宫廷茶礼、寺庙茶仪、文人茶艺又构建了我国古代茶道文化三足鼎立的格局。

制茶工艺细致周到,技艺高超,使茶的味道达到极致。同时制茶工艺的细致也体现了茶的文化底蕴深厚,能磨人性子,对人的修养也有极大的帮助,同时更体现了中华人民的勤劳的优秀品质。

中国茶文化具有飘然尘外的情调,又充满着人间的情味和气质,它既是自然造就,又是

人间作成。道家自然、儒家乐生、佛家禅悟汇融成中国茶文化的基本格调和风貌。即中国茶道-吸收了儒、佛、道三家的思想精华。既有:儒家的正气,道家的清气,佛家的和气。更有茶文化本身的雅气。正、清、和、雅的综合,完整地体现了中国茶文化的根本精神。

现如今,从古代兴起的茶楼,到今天的茶馆,是大家集体品茶、高谈阔论、休闲娱乐的好去处,在现代繁忙的都市生活中,依然是一块净土,没有了闹市的纷扰,在这里只有认真品茗的心情。

总之,通过学习这门课和阅读这本书,我获益匪浅,在此写下一点体会。但要更加深入地理解深厚的茶文化,理解深刻的茶道,学习复杂的茶艺,还需要长久的努力去学习。同时透地理解茶文化,对中国文化的理解也将有重要作用。希望我们优秀的茶文化得以传承和发扬光大,并且我们学会茶文化,在生活中,以茶为饮品,过悠闲的生活;在茶文化中去理解和学习人生哲理,让人生更加灿烂。

偏微分方程数值解实验报告

偏微分方程数值解实验报告

1、用有限元方法求下列边值问题的数值解:''()112x -y +y =2s i n ,0∈∈??∈(0,)?, 其中取1ν= 要求画出解曲面。迭代格式如下: 1221212111111111122142212n n n n n n j j j j j j n n n n n n j j j j j j V V V V V V h h V V V V V V h h τ++++++++++-+-??-()-()()-()??++?????? ??-+-+??=+??????

1、 %Ritz Galerkin方法求解方程 function u1=Ritz(x) %定义步长 h=1/100; x=0:h:1; n=1/h; a=zeros(n-1,1); b=zeros(n,1); c=zeros(n-1,1); d=zeros(n,1); %求解Ritz方法中内点系数矩阵 for i=1:1:n-1 b(i)=(1/h+h*pi*pi/12)*2; d(i)=h*pi*pi/2*sin(pi/2*(x(i)+h))/2+h*pi*pi/2*sin(pi/2*x(i+1))/2; end %右侧导数条件边界点的计算 b(n)=(1/h+h*pi*pi/12); d(n)=h*pi*pi/2*sin(pi/2*(x(i)+h))/2; for i=1:1:n-1 a(i)=-1/h+h*pi*pi/24; c(i)=-1/h+h*pi*pi/24; end %调用追赶法 u=yy(a,b,c,d) %得到数值解向量 u1=[0,u] %对分段区间做图 plot(x,u1) %得到解析解 y1=sin(pi/2*x); hold on plot(x,y1,'o') legend('数值解','解析解') function x=yy(a,b,c,d) n=length(b); q=zeros(n,1); p=zeros(n,1); q(1)=b(1); p(1)=d(1); for i=2:1:n

线性系统理论大作业小组报告-汽车机器人建模

审定成绩: 重庆邮电大学 硕士研究生课程设计报告 (《线性系统理论》) 设计题目:汽车机器人建模 学院名称:自动化学院 学生姓名: 专业:控制科学与工程 仪器科学与技术 班级:自动化1班、2班 指导教师:蔡林沁 填表时间:2017年12月

重庆邮电大学

摘要 汽车被广泛的应用于城市交通中,它的方便、快速、高效给人们带来了很大便利,这大大改变了人们的生活. 研制出一种结构简单、控制有效、行驶安全的城市用无人智能驾驶车辆,将驾驶员解放出来,是大大降低交通事故的有效方法之一,应用现代控制理论设计出很多控制算法,对汽车进行控制是非常必要的,本文以汽车机器人为研究对象,对其进行建模和仿真,研究了其模型的能控能观性、稳定性,并通过极点配置和状态观测器对其进行控制,达到了一定的性能要求。这些研究为以后研究汽车的自动驾驶和路径导航,打下了一定的基础。 关键字:建模、能控性、能观性、稳定性、极点配置、状态观测器

目录 第一章绪论 (1) 第一节概述 (1) 第二节任务分工 (2) 第二章系统建模 (2) 2 系统建模 (2) 2.1运动学模型 (2) 2.2自然坐标系下模型 (4) 2.3具体数学模型 (6) 第三章系统分析 (7) 3.1 能控性 (7) 3.1.1 能控性判据 (7) 3.1.2 能控性的判定 (8) 3.2 能观性 (10) 3.2.1 能观性判据 (10) 3.2.2 能观测性的判定 (12) 3.3 稳定性 (13) 3.3.1 稳定性判据 (13) 3.3.2 稳定性的判定 (14) 第四章极点配置 (15) 4.1 极点配置概念 (15) 4.2 极点配置算法 (15) 4.3 极点的配置 (16) 4.4 极点配置后的阶跃响应 (17) 第五章状态观测器 (18) 5.1概念 (19) 5.2带有观测器的状态反馈 (20) 5.3代码实现 (21) 5.4 极点配置和状态观测器比较 (23)

线性系统理论Matlab实践仿真报告

线性系统理论Matlab实验报告 1、本题目是在已知状态空间描述的情况下要求设计一个状态反馈控制器,从而使得系统具 有实数特征根,并要求要有一个根的模值要大于5,而特征根是正数是系统不稳定,这样的设计是无意义的,故而不妨设采用状态反馈后的两个期望特征根为-7,-9,这样满足题目中所需的要求。 (1)要对系统进行状态反馈的设计首先要判断其是否能控,即求出该系统的能控性判别矩阵,然后判断其秩,从而得出其是否可控; 判断能控程序设计如下: >> A=[-0.8 0.02;-0.02 0]; B=[0.05 1;0.001 0]; Qc=ctrb(A,B) Qc = 0.0500 1.0000 -0.0400 -0.8000 0.0010 0 -0.0010 -0.0200 Rc=rank(Qc) Rc =2 Qc = 0.0500 1.0000 -0.0400 -0.8000 0.0010 0 -0.0010 -0.0200 得出结果能控型判别矩阵的秩为2,故而该系统是完全可控的,故可以对其进行状态反馈设计。 (2)求取状态反馈器中的K,设的期望特征根为-7,-9; 其设计程序如下: >> A=[-0.8 0.02;-0.02 0]; B=[0.05 1;0.001 0]; P=[-7 -9]; k=place(A,B,P) k = 1.0e+003 * -0.0200 9.0000 0.0072 -0.4500 程序中所求出的k即为所求状态反馈控制器的状态反馈矩阵,即由该状态反馈矩阵所构成的状态反馈控制器能够满足题目要求。 2、(a)要求求该系统的能控型矩阵,并验证该系统是不能控的。

计算机辅助工程分析读书报告

《计算机辅助工程分析技术》读书报告 姓名: 班级: 学号: 学院:机电工程学院 日期:2012年12月29日 成绩:

摘要:弹性力学是固体力学的一个分支,是研究弹性体由于外力或温度改变等 原因而发生的应力、应变和位移。确定弹性体的各质点应力、应变和位移的目的就是确定构件设计中强度和刚度指标,以此用来解决实际工程结构中的强度、刚度和稳定性问题。弹性力学需解决的是满足边界条件的高阶多变量偏微分方程,在数学上求解困难,一般采用有限元法进行分析。有限元分析的力学基础是弹性力学,而方程求解的原理是采用加权残值法或泛函极值原理,实现的方法是数值离散技术,最后的技术载体是有限元分析软件(如ANSYS)。因此,有限元分析的主体内容包括:基本变量和力学方程、数学求解原理、离散结构和连续体的有 限元分析实现、各种应用领域、分析中的建模技巧、分析实现的软件平台。[]1关键词:弹性力学有限元计算机辅助工程分析 一、前言 工程分析是产品开发的基本任务之一,而CAE是CAD/CAM不可缺少的组成部分。弹性力学是工程分析中的一项重要内容,用来解决实际工程结构中的强度、刚度和稳定性问题,同时也是有限元方法的力学基础。而有限元分析方法是CAE 中的一种重要手顿。 计算机辅助工程(Computer Aided Engineering)是指用计算机对工程和产品进行性能与安全可靠性分析,模拟工程或产品未来的状态和运行状态,及早地发现设计缺陷,为优化设计提供依据。准确地说,CAE是指工程设计中的分析计算与分析仿真,具体包括工程数值分析、结构与过程优化设计、强度与寿命评估、运动/动力学仿真。 广义地讲,计算机辅助工程是有关设计制造、工程分析、仿真、实验及信息分析处理,以及相应数据库和数据管理系统(DBMS)在内的计算机辅助设计和生产的综合系统。狭义地讲,CAE主要是指CAE环节的工作和系统。 CAE的核心技术为有限元分析技术,核心应用是虚拟样机。有限元方法是用于求解各类工程问题的一种数值计算方法。应力分析之中的稳态、瞬态、线性或非线性问题以及热传导、流体流动和电磁学中的问题都可以用有限元方法进行分 析。[]2 本报告主要介绍了计算机辅助工程分析技术的主要内容、相关技术、计算机辅助工程分析技术的应用现状、计算机辅助工程分析技术的发展趋势,还介绍了弹性力学的基本理论、有限元法的原理、方法和特点及其举例。 二、学习内容 1、弹性力学 弹性力学是固体力学的一个分支,是研究弹性体由于外力或温度改变等原因

差分法求解偏微分方程MAAB

南京理工大学 课程考核论文 课程名称:高等数值分析 论文题目:有限差分法求解偏微分方程 姓名:罗晨 学号: 成绩: 有限差分法求解偏微分方程 一、主要内容 1.有限差分法求解偏微分方程,偏微分方程如一般形式的一维抛物线型方程:具体求解的偏微分方程如下: 2.推导五种差分格式、截断误差并分析其稳定性; 3.编写MATLAB程序实现五种差分格式对偏微分方程的求解及误差分析;

4.结论及完成本次实验报告的感想。 二、推导几种差分格式的过程: 有限差分法(finite-differencemethods )是一种数值方法通过有限个微分方程近似求导从而寻求微分方程的近似解。有限差分法的基本思想是把连续的定解区域用有限个离散点构成的网格来代替;把连续定解区域上的连续变量的函数用在网格上定义的离散变量函数来近似;把原方程和定解条件中的微商用差商来近似,积分用积分和来近似,于是原微分方程和定解条件就近似地代之以代数方程组,即有限差分方程组,解此方程组就可以得到原问题在离散点上的近似解。 推导差分方程的过程中需要用到的泰勒展开公式如下: ()2100000000()()()()()()()......()(()) 1!2!! n n n f x f x f x f x f x x x x x x x o x x n +'''=+-+-++-+-(2-1) 求解区域的网格划分步长参数如下: 11k k k k t t x x h τ ++-=?? -=?(2-2) 2.1古典显格式 2.1.1古典显格式的推导 由泰勒展开公式将(,)u x t 对时间展开得 2,(,)(,)( )()(())i i k i k k k u u x t u x t t t o t t t ?=+-+-?(2-3) 当1k t t +=时有 21,112,(,)(,)( )()(())(,)()() i k i k i k k k k k i k i k u u x t u x t t t o t t t u u x t o t ττ+++?=+-+-??=+?+?(2-4) 得到对时间的一阶偏导数 1,(,)(,)()=()i k i k i k u x t u x t u o t ττ+-?+?(2-5) 由泰勒展开公式将(,)u x t 对位置展开得 223,,21(,)(,)()()()()(())2!k i k i k i i k i i u u u x t u x t x x x x o x x x x ??=+-+-+-??(2-6) 当11i i x x x x +-==和时,代入式(2-6)得

全维状态观测器的设计

实 验 报 告 课程 线性系统理论基础 实验日期 2016年 6月 6 日 专业班级 姓名 学号 同组人 实验名称全维状态观测器的设计 评分 批阅教师签字 一、实验目的 1、 学习用状态观测器获取系统状态估计值的方法,了解全维状态观测器的 极点对状态的估计误差的影响; 2、 掌握全维状态观测器的设计方法; 3、 掌握带有状态观测器的状态反馈系统设计方法。 二、实验内容 开环系统? ??=+=cx y bu Ax x &,其中 []0100001,0,10061161A b c ????????===????????--???? a) 用状态反馈配置系统的闭环极点:5,322-±-j ; b) 设计全维状态观测器,观测器的极点为:10,325-±-j ; c) 研究观测器极点位置对估计状态逼近被估计值的影响; d) 求系统的传递函数(带观测器及不带观测器时); 绘制系统的输出阶跃响应曲线。 三、实验环境 MATLAB6、5 四、实验原理(或程序框图)及步骤

利用状态反馈可以使闭环系统的极点配置在所希望的位置上,其条件就是必须对全部状态变量都能进行测量,但在实际系统中,并不就是所有状态变量都能测量的,这就给状态反馈的实现造成了困难。因此要设法利用已知的信息(输出量y 与输入量x),通过一个模型重新构造系统状态以对状态变量进行估计。该模型就称为状态观测器。若状态观测器的阶次与系统的阶次就是相同的,这样的状态观测器就称为全维状态观测器或全阶观测器。 设系统完全可观,则可构造如图4-1所示的状态观测器 图4-1 全维状态观测器 为求出状态观测器的反馈ke 增益,与极点配置类似,也可有两种方法: 方法一:构造变换矩阵Q,使系统变成标准能观型,然后根据特征方程求出k e ; 方法二:就是可 采用Ackermann 公式: []T o e Q A k 1000)(1Λ-Φ=,其中O Q 为可观性矩阵。 利用对偶原理,可使设计问题大为简化。首先构造对偶系统 ???=+=ξ ηξξT T T b v c A & 然后可由变换法或Ackermann 公式求出极点配置的反馈k 增益,这也可

结构动力学读书报告

《结构动力学》 读书报告

结构动力学读书报告 学习完本门课程和结合自身所学专业,我对本门课程内容的理解和在各方面的应用总结如下: 1. (1)结构动力学及其研究内容: 结构动力学是研究结构系统在动力荷载作用下的振动特性的一门科学技术,它是振动力学的理论和方法在一些复杂工程问题中的综合应用和发展,是以改善结构系统在动力环境中的安全和可靠性为目的的。本书的主要内容包括运动方程的建立、单自由度体系、多自由度体系、无限自由度体系的动力学问题、随机振动、结构抗震计算及结构动力学的前沿研究课题。 (2)主要理论分析 结构的质量是一连续的空间函数,因此结构的运动方程是一个含有空间坐标和时间的偏微分方程,只是对某些简单结构,这些方程才有可能直接求解。对于绝大多数实际结构,在工程分析中主要采用数值方法。作法是先把结构离散化成为一个具有有限自由度的数学模型,在确定载荷后,导出模型的运动方程,然后选用合适的方法求解。 (3)数学模型 将结构离散化的方法主要有以下三种:①集聚质量法:把结构的分布质量集聚于一系列离散的质点或块,而把结构本身看作是仅具有弹性性能的无质量系统。由于仅是这些质点或块才产生惯性力,故离散系统的运动方程只以这些质点的位移或块的位移和转动作为自由

度。对于大部分质量集中在若干离散点上的结构,这种方法特别有效。 ②广义位移法:假定结构在振动时的位形(偏离平衡位置的位移形态)可用一系列事先规定的容许位移函数fi (它们必须满足支承处的约束条件以及结构内部位移的连续性条件)之和来表示,例如,对于一维结构,它的位形u(x)可以近似地表为: @7710 二送 结构动力学 (1)式中的qj称为广义坐标,它表示相应位移函数的幅值。这样,离散系统的运动方程就以广义坐标作为自由度。对于质量分布比较均匀,形状规则且边界条件易于处理的结构,这种方法很有效。 ③有限元法:可以看作是分区的瑞利-里兹法,其要点是先把结构划 分成适当数量的区域(称为单元),然后对每一单元施行瑞利-里兹法。通常取单元边界上(有时也包括单元内部)若干个几何特征点(例如三角形的顶点、边中点等)处的广义位移qj作为广义坐标,并对每个广义坐标取相应的插值函数作为单元内部的位移函数(或称形状函数)。在这样的数学模型中,要求形状函数的组合在相邻单元的公共边界上满足位移连续条件。一般地说,有限元法是最灵活有效的离散化方法,它提供了既方便又可靠的理想化模型,并特别适合于用电子计算机进行分析,是目前最为流行的方法,已有不少专用的或通用的程序可供结构动力学分析之用。 (4)运动方程

偏微分方程数值解实验报告

精品文档 偏微分方程数值解 上 机 实 验 报 告 (一)实验一 一、上机题目: 用线性元求解下列边值问题的数值解:

精品文档 ′′22?? ?? ??,0

精品文档 (二)实验二 四、上机题目: 求解 Helmholtz 方程的边值问题: u k 2u 1 ,于(0,1)*(0,1) u0,于1{ x0,0y1} U{0x1, y 1} 1{ x0,0y1} U{0x1, y1} u 0,于2{0x1, y 0} U { x1,0y1} n 其中 k=1,5,10,15,20 五、实验程序:

线性系统理论课程报告

线性系统的坐标变换及其相关特性 坐标变换的概念: 系统坐标变换的几何意义就是换基,即把状态空间的坐标系由一个基底换为另一个基底。 坐标变换的代数表征: 对系统的坐标变换代数上等同于对其状态空间的基矩阵的一个线性非奇异变换。 线性时不变系统的坐标变换的一个状态空间描述: 对(1)式表征的线性时不变系统的状态空间描述,引入坐标变换即线性非奇异变换 ,则变换后的系统系统状态空间描述为: 推导过程如下: 此时,原系统的状态空间描述与变换后的系统的状态空间描述之间的系数矩阵有如下关系: 对线性时不变系统的(1),引入同样的线性非奇异变: x Ax Bu y Cx Du =+=+∑(1)1x p x -=: x Ax Bu y Cx Du =+=+∑(2)11x p x x p x --=?=1111()x p x p Ax Bu p Apx p Bu ----==+=+y Cx Du Cpx Du =+=+11,,,A p Ap B p B C Cp D D --====

换 ,则变换前后的系统的传递函数不变,即成立 。 进而得 基于上述讨论可得出在线性时不变系统变换下系统具有一些特性: (1)对线性时不变系统,不管是系统矩阵还是传递函数矩阵,其特征多项式在坐标变换下保持不变。 (2)对线性时不变系统,系统矩阵A 的特征值在坐标变换下保持不变,而特征向量在坐标变换下具有相同的变换关系,即对 的线性非奇异变换有: 线性时变系统的坐标变换的一个状态空间描述: 对线性时变的状态空间描述(3),引入坐标变换即线性非奇异变换 (4), 为可逆且连续可微,则变换后的状态空间描述为: 推导过程如下: 对 (4) 式两边关于 t 求导得: 1x p x -=()()G s G s =1111111()() [()] ()() G s Cp sI p Ap p B D C p sI p Ap p B D C sI A B D G s -------=-+=-+=-+=1x p x -=1,1,2,3i i v p v i -== : ()() ()()x A t x B t u y C t x D t u =+=+∑(3)()x p t x =()p t ()() ()()x A t x B t u y C t x D t u =+=+(5)()() x p t x p t x =+(6)

二阶倒立摆实验报告

. I 线性系统实验报告 : 院系:航天学院 学号: . .

2015年12月

1.实验目的 1)熟悉Matlab/Simulink仿真; 2)掌握LQR控制器设计和调节; 3)理解控制理论在实际中的应用。 倒立摆研究的意义是,作为一个实验装置,它形象直观,简单,而且参数和形状易于改变;但它又是一个高阶次、多变量、非线性、强耦合、不确定的绝对不稳定系统的被控系统,必须采用十分有效的控制手段才能使之稳定。因此,许多新的控制理论,都通过倒立摆试验对理论加以实物验证,然后在应用到实际工程中去。因此,倒立摆成为控制理论中经久不衰的研究课题,是验证各种控制算法的一个优秀平台,故通过设计倒立摆的控制器,可以对控制学科中的控制理论有一个学习和实践机会。 2.实验容 1)建立直线二级倒立摆数学模型 对直线二级倒立摆进行数学建模,并将非线性数学模型在一定条件下化简成线性数学模型。对于倒立摆系统,由于其本身是自不稳定的系统,实验建立模型存在一定的困难,但是经过小心的假设忽略掉一些次要的因素后,倒立摆系统就是一个典型的运动的刚体系统,可以在惯性坐标系应用经典力学理论建立系统的动

力学方程。对于直线二级倒立摆,由于其复杂程度,在这里利用拉格朗日方程推导运动学方程。 由于模型的动力学方程中存在三角函数,因此方程是非线性的,通过小角度线性化处理,将动力学非线性方程变成线性方程,便于后续的工作的进行。 2)系统的MATLAB仿真 依据建立的数学模型,通过MATLAB仿真得出系统的开环特性,采取相应的控制策略,设计控制器,再加入到系统的闭环中,验证控制器的作用,并进一步调试。控制系统设计过程中需要分析容主要包括得出原未加控制器时系统的极点分布,系统的能观性,能控性。 3)LQR控制器设计与调节实验 利用线性二次型最优(LQR)调节器MATLAB仿真设计的参数结果对平面二阶倒立摆进行实际控制实验,参数微调得到较好的控制效果,记录实验曲线。 4)改变控制对象的模型参数实验 调整摆杆位置,将摆杆1朝下,摆杆2朝上修改模型参数、起摆条件和控制参数,重复3的容。 3.实验步骤

偏微分方程数值及matlab实验报告.docx

偏微分方程数值实验报告八 实验题目:利用有限差分法求解 u ( x) u(x) f (x), u( 1) 0, u(1) 0. 真解为 u( x) e x 2 (1 x 2 ) 实现算法:对于两点边值问题 d 2u f , x l , dx 2 (1) u(a),u(b) , 其中 l ( a, b) (a b), f 为 l [ a,b] 上的连续函数, , 为给定常数 . 其相应的有限差分法的算法如下: 1.对求解区域做网格剖分,得到计算网格 .在这里我们对区间 l 均匀剖分 n 段,每个剖分单元 b a 的剖分步长记为 h . n 2.对微分方程中的各阶导数进行差分离散,得到差分方程 .运用的离散方法有: 方法一 :用待定系数和泰勒展开进行离散 d 2u( x i ) i 1 u( x i 1) i u( x i ) i 1 u( x i 1) d( x i )2 方法二:利用差商逼近导数 d 2u( x i ) u( x i 1 ) 2u( x i ) u( x i 1 ) d( x i )2 h 2 将(2) 带入 (1)可以得到 u(x i 1) 2u(x i ) u(x i 1 ) ) R i (u) , h 2 f ( x i 其中 R i (u) 为无穷小量,这时我们丢弃 R i (u) ,则有在 x i 处满足的计算公式: u(x i 1) 2u( x i ) u( x i 1 ) 1,..., n 1 h 2 f ( x i ), i 3.根据边界条件,进行边界处理 .由 (1)可得 u 0 , u n (2) (3) (4) 称(3)(4)为逼近 (1) 的差分方程,并称相应的数值解向量 U n 1 为差分解, u i 为 u( x i ) 的近似值 . 4.最后求解线性代数方程组,得到数值解向量U n 1 .

线性系统理论Matlab实践仿真报告指南

线性系统理论实验报告 学院:电信学院 姓名:邵昌娟 学号:152085270006 专业:电气工程

线性系统理论Matlab实验报告 1、由分析可知系统的状态空间描述,因系统综合实质上是通过引入适当状态反馈矩阵K,使得闭环系统的特征值均位于复平面S的期望位置。而只有当特征根均位于S的左半平面时系统稳定。故当特征根是正数时系统不稳定,设计无意义。所以设满足题目中所需要求的系统的期望特征根分别为λ1*=-2,λ2*=-4。 (a) 判断系统的能控性,即得系统的能控性判别矩阵Q c,然后判断rankQ c,若rank Q c =n=2则可得系统可控;利用Matlab判断系统可控性的程序如图1(a)所示。由程序运行结果可知:rank Q c =n=2,故系统完全可控,可对其进行状态反馈设计。 (b) 求状态反馈器中的反馈矩阵K,因设系统的期望特征根分别为λ1*=-2,λ2*=-4;所以利用Matlab求反馈矩阵K的程序如图1(b)所示。由程序运行结果可知:K即为所求状态反馈控制器的状态反馈矩阵,即由该状态反馈矩阵所构成的状态反馈控制器能够满足题目要求。 图1(a) 系统的能控性图1(b) 状态反馈矩阵 2、(a) 求系统的能控型矩阵Q c,验证若rank Q c

有限单元法读书报告

有限单元法读书报告 摘要:有限单元法以变分原理和加权余量法为基础,其基本求解思想是把计算域划分为有限个互不重叠的单元,在每个单元内,选择一些合适的节点作为求解函数的插值点,将微分方程中的变量改写成由各变量或其导数的节点值与所选用的插值函数组成的线性表达式,借助于变分原理或加权余量法,将微分方程离散求解。采用不同的权函数和插值函数形式,便构成不同的有限元方法。 关键词:有限单元法;插值函数;网格划分;实例分析 1 有限单元法概述 1.1 有限单元法的简介 有限单元法[1]是应用局部的近似解来建立整个定义域的解的一种方法。先把注意力集中在单个单元上,进行上述所谓的单元分析。基本前提是每一单元要尽可能小,以致其边界值在整个边界上的变化也是小的。这样,边界条件就能取某一在结点间插值的光滑函数来近似,在单元内也容易建立简单的近似解。因此,比起经典的近似法,有限元法具有明显的优越性。比如经典的Ritz法,要求选取一个函数来近似描述整个求解区域中的位移,并同时满足边界条件,这是相当困难的。而有限元法采用分块近似,只需对一个单元选择一个近似位移函数,且不必考虑位移边界条件,只须考虑单元之间位移的连续性即可。对于具有复杂几何形状或材料、荷载有突变的实际结构,不仅处理简单,而且合理适宜。 1.2 有限单元法的基本方法简介 有限单元法,是一种有效解决数学问题的解题方法。在有限元方法中,把计算域离散剖分为有限个互不重叠且相互连接的单元,在每个单元内选择基函数,用单元基函数的线形组合来逼近单元中的真解,整个计算域上总体的基函数可以看为由每个单元基函数组成的,则整个计算域内的解可以看作是由所有单元上的近似解构成。在河道数值模拟中[2],常见的有限元计算方法是由变分法和加权余量法发展而来的里兹法和伽辽金法、最小二乘法等。根据所采用的权函数和插值函数的不同,有限元方法也分为多种计算格式。从权函数的选择来说,有配置法、矩量法、最小二乘法和伽辽金法,从计算单元网格的形状来划分,有三角形网格、四边形网格和多边形网格,从插值函数的精度来划分,又分为线性插值函数和高次插值函数等。不同的组合同样构成不同的有限元计算格式。对于权函数,伽辽金(Galerkin)法是将权函数取为逼近函数中的基函数;最小二乘法是令权函

系统的能控性,能观测性,稳定性分析

实验报告 课程线性系统理论基础实验日期年月日 专业班级姓名学号同组人 实验名称系统的能控性、能观测性、稳定性分析及实现评分 批阅教师签字 一、实验目的 加深理解能观测性、能控性、稳定性、最小实现等观念。掌握如何使用MATLAB进行以下分析和实现。 1、系统的能观测性、能控性分析; 2、系统的稳定性分析; 3、系统的最小实现。 二、实验内容 (1)能控性、能观测性及系统实现 (a)了解以下命令的功能;自选对象模型,进行运算,并写出结

果。 gram, ctrb, obsv, lyap, ctrbf, obsvf, minreal ; (b )已知连续系统的传递函数模型,182710)(23++++=s s s a s s G ,当a 分别取-1,0,1时,判别系统的能控性与能观测性; (c )已知系统矩阵为???? ??????--=2101013333.06667.10666.6A ,??????????=110B ,[]201=C ,判别系统的能控性与能观测性; (d )求系统18 27101)(23++++= s s s s s G 的最小实现。 (2)稳定性 (a )代数法稳定性判据 已知单位反馈系统的开环传递函数为:) 20)(1()2(100)(+++=s s s s s G ,试对系统闭环判别其稳定性 (b )根轨迹法判断系统稳定性 已知一个单位负反馈系统开环传递函数为 ) 22)(6)(5()3()(2+++++=s s s s s s k s G ,试在系统的闭环根轨迹图上选择一点,求出该点的增益及其系统的闭环极点位置,并判断在该点系统闭环的稳定性。 (c )Bode 图法判断系统稳定性

弹性力学读书报告

一弹性力学的作用 1. 弹性力学与材料力学、结构力学的综合应用,推动了工程问题的解决。 弹性力学又称为弹性理论,是指被研究的弹性体由于受外力作用或由于温度改变等原因而发生的应力、应变和位移。 弹性力学的任务与材料力学、结构力学的任务一样,是分析各种结构物或其构件在弹性阶段的应力和位移,校核它们是否具有所需的强度和刚度,并寻求或改进它们的计算方法。然而,这三门学科的研究对象上有所分工,研究方法也有所不同。 弹性力学具体的研究对象主要为梁、柱、坝体、无限弹性体等实体结构以及板、壳等受力体。在材料力学课程中,基本上只研究所谓杆状构件,也就是长度远大于高度和宽度的构件。这种构件在拉压、剪切、弯曲、扭转作用下的应力和位移,是材料力学的主要研究内容。在结构力学课程中,主要是在材料力学的基础上研究杆状构件所组成的结构,也就是所谓杆件系统,例如桁架、刚架等。至于非杆状的结构,例如板和壳以及挡土墙、堤坝、地基等实体结构,则在弹性力学课程中加以研究。如果要对于杆状构件进行深入的、较精确的分析,也必须用到弹性力学的知识。 虽然在材料力学和弹性力学课程中都研究杆状构件,然而研究的方法却不完全相同。在材料力学中研究杆状构件、除从静力学、几何学、物理学三方面进行分析以外,大都还要引用一些关于构件的形变状态或应力分布的假设,这就大大简化了数学推演,但是,得出的解答有时只是近似的。在弹性力学中研究杆状构件,一般都不必引用那些假定,因而得出的结果就比较精确,并且可以用来校核材料力学中得出的近似解答。 虽然,弹性力学中通常是不研究杆件系统的,然而近几十年来,不少人曾经致力于弹性力学和结构力学的综合应用,使得这两门学科越来越密切地结合。弹性力学吸收了结构力学中超静定结构分析方法后,大大扩展了它的应用范围,使得某些比较复杂的本来无法求解的问题,得到了解答。这些解答虽然在理论上具有一定的近似性,但应用在工程上,通常是足够精确的。在近二十几年间发展起来的有限元法,把连续弹性体划分成有限个有限大小的单元,然后,用结构力学中的位移法、力法或混合法求解,更加显示了弹性力学与结构力学综合应用的良

系统的能控性、能观测性、稳定性分析

实 验 报 告 课程 线性系统理论基础 实验日期 年 月 日 专业班级 学号 同组人 实验名称 系统的能控性、能观测性、稳定性分析及实现 评分 批阅教师签字 一、实验目的 加深理解能观测性、能控性、稳定性、最小实现等观念。掌 握如何使用MATLAB 进行以下分析和实现。 1、系统的能观测性、能控性分析; 2、系统的稳定性分析; 3、系统的最小实现。 二、实验内容 (1)能控性、能观测性及系统实现 (a )了解以下命令的功能;自选对象模型,进行运算,并写出结 果。 gram, ctrb, obsv, lyap, ctrbf, obsvf, minreal ; (b )已知连续系统的传递函数模型,18 2710)(23++++=s s s a s s G ,当a 分别取-1,0,1时,判别系统的能控性与能观测性;

(c )已知系统矩阵为???? ??????--=2101013333.06667.10666.6A ,??????????=110B ,[]201=C ,判别系统的能控性与能观测性; (d )求系统18 27101)(23++++= s s s s s G 的最小实现。 (2)稳定性 (a )代数法稳定性判据 已知单位反馈系统的开环传递函数为:) 20)(1()2(100)(+++=s s s s s G ,试对系统闭环判别其稳定性 (b )根轨迹法判断系统稳定性 已知一个单位负反馈系统开环传递函数为 ) 22)(6)(5()3()(2+++++=s s s s s s k s G ,试在系统的闭环根轨迹图上选择一点,求出该点的增益及其系统的闭环极点位置,并判断在该点系统闭环的稳定性。 (c )Bode 图法判断系统稳定性 已知两个单位负反馈系统的开环传递函数分别为 s s s s G s s s s G 457.2)(,457.2)(232231-+=++= 用Bode 图法判断系统闭环的稳定性。 (d )判断下列系统是否状态渐近稳定、是否BIBO 稳定。 []x y u x x 0525,100050250100010-=????? ?????+??????????-=

偏微分方程的读书报告

读书报告 ——————读王明新《非线性椭圆型方程》 此书系统地介绍了二阶线性椭圆算子的特征值理论,半线性椭圆型方程和方程组的上下解方法及其应用,拓扑度理论和分支理论及其应用,方程组的解耦方法,Nehari 流形方法及其应用,p -Laplace 算子的特征值理论和p -Laplace 方程(组)的上下解方法及其应用。本书选题先讲,内容新颖丰富,大部分内容取自同行近几年发表的论文(最新的内容是2009年发表的)。由于我是入学后才读此书,我只读了其中的部分内容,这里我只对前六章的内容写个读书笔记。书中罗列了同行近几年发表的论文,对读者来说,有难度,同样也是训练读者查参考文献的能力。 此书的第一章内容是介绍后面要用到的相关的预备知识。第一节,书上对于Banach 空间,引入了Fr ′echet 导数和G ?ateaux 导数(以下简称为F 导数和G 导数)。 定义(F 导数) 称f 在点Ω∈0x 处是F 可微的,如果存在有界线性算子()Y X L A ,∈,使得 ()()r Au x f u x f 0)( 00=--+当0→=r u 时. 算子A 成为f 在0x 处的F 导数. 定义(G 导数) 设.,:0Ω∈→?Ωx Y X f .对任意的,X h ∈当t 适当小时都有 Ω∈+th x 0,并且极限 ()() t x f th x f t 000 lim -+→ 存在,则称f 在0x 处G 导,称其极限是f 在0x 处沿方向h 的G 微分,记为()h x f G 0. 并且给出了两者之间的联系: .导导导连续 G F G ???→← 由定义我们可以看出,F 导比G 导难求。利用这个关系,在求算子的F 导数的时候,我们可 以转化为求G 导,然后只需证明求得的G 导是连续的,利用上面的关系,就知道,我们所求得的G 导就是F 导,这样,我们就把复杂的难于求的F 导转化为易求的G 导。而本书中后面多次提到了求F 导数。第二节介绍了无条件局部极值的定义、存在性和必要性。这一节的内容类似与微积分中学过的一元或是二元函数的局部极值的定义和费马定理,学习的时候结合 内容记忆起来方便。第三节介绍了在拟线性方程的边值的非负非平凡解的存在性方面的一个

现代控制理论课程报告

现代控制理论课程总结 学习心得 从经典控制论发展到现代控制论,是人类对控制技术认识上的一次飞跃。现代控制论是用状态空间方法表示,概念抽象,不易掌握。对于《现代控制理论》这门课程,在刚拿到课本的时候,没上张老师的课之前,咋一看,会认为开课的内容会是上学期学的控制理论基础的累赘或者简单的重复,更甚至我还以为是线性代数的复现呢!根本没有和现代控制论联系到一起。但后面随着老师讲课的风格的深入浅出,循循善诱,发现和自己想象的恰恰相反,张老师以她特有的讲课风格,精心准备的ppt 课件,向我们展示了现代控制理论发展过程,以及该掌握内容的方方面面,个人觉得,我们不仅掌握了现代控制理论的理论知识,更重要的是学会了掌握这门知识的严谨的逻辑思维和科学的学习方法,对以后学习其他知识及在工作上的需要大有裨益,总之学习了这门课让我受益匪浅。 由于我们学习这门课的课时不是很多,并结合我们学生学习的需求及所要掌握的课程深入程度,张老师根据我们教学安排需要,我们这学期学习的内容主要有:1.绪论;2.控制系统的状态表达式;3.控制系统状态表达式的解;4.线性系统的能空性和能观性;5.线性定常系统的综合。而状态变量和状态空间表达式、状态转移矩阵、系统的能控性与能观性以及线性定常系统的综合是本门课程的主要学习内容。当然学习的内容还包括老师根据多年教学经验及对该学科的研究的一些深入见解。 在现代科学技术飞速发展中,伴随着学科的高度分化和高度综合,各学科之间相互交叉、相互渗透,出现了横向科学。作为跨接于自然科学和社会科学的具有横向科学特点的现代控制理论已成为我国理工科大学高年级的必修课。 经典控制理论的特点 经典控制理论以拉氏变换为数学工具,以单输入-单输出的线性定常系统为主要的研究对象。将描述系统的微分方程或差分方程变换到复数域中,得到系统的传递函数,并以此作为基础在频率域中对系统进行分析和设计,确定控制器的结构和参数。通常是采用反馈控制,构成所谓闭环控制系统。经典控制理论具有明显的局限性,突出的是难以有效地应用于时变系统、多变量系统,也难以揭示系统更为深刻的特性。当把这种理论推广到更为复杂的系统时,经典控制理论就显得无能为力了,这是因为它的以下几个特点所决定。 1.经典控制理论只限于研究线性定常系统,即使对最简单的非线性系统也是无法处理的;这就从本质上忽略了系统结构的内在特性,也不能处理输入和输出皆大于1的系统。实际上,大多数工程对象都是多输入-多输出系统,尽管人们做了很多尝试,但是,用经典控制理论设计这类系统都没有得到满意的结果;2.经典控制理论采用试探法设计系统。即根据经验选用合适的、简单的、工程上易于实现的控制器,然后对系统进行分析,直至找到满意的结果为止。虽然这种设计方法具有实用等很多完整,从而促使现代控制理论的发展:对经典理论的精确化、数学化及理论化。优点,但是,在推理上却是不能令人满意的,效果也

状态观测器的设计——报告

东南大学自动化学院 实 验 报 告 课程名称: 自动控制基础 实验名称: 状态观测器的设计 院 (系): 自动化学院 专 业: 自动化 姓 名: 吴静 学 号: 08008419 实 验 室: 机械动力楼417室 实验组别: 同组人员: 实验时间:2011年05月13日 评定成绩: 审阅教师: 一、实验目的 1. 理解观测器在自动控制设计中的作用 2. 理解观测器的极点设置 3. 会设计实用的状态观测器 二、实验原理 如果控制系统采用极点配置的方法来设计,就必须要得到系统的各个状态,然后才能用状态反馈进行极点配置。然而,大多数被控系统的实际状态是不能直接得到的,尽管系统是可以控制的。怎么办?如果能搭试一种装置将原系统的各个状态较准确地取出来,就可以实现系统极点任意配置。于是提出了利用被控系统的输入量和输出量重构原系统的状态,并用反馈来消除原系统和重构系统状态的误差,这样原系统的状态就能被等价取出,从而进行状态反馈,达到极点配置改善系统的目的,这个重构的系统就叫状态观测器。 另外,状态观测器可以用来监测被控系统的各个参量。 观测器的设计线路不是唯一的,本实验采用较实用的设计。 给一个被控二阶系统,其开环传递函数是G (s )=12 (1)(1)K T s T s ++ ,12 K K K =观测器如图示。

设被控系统状态方程 构造开环观测器,X ∧ Y ∧ 为状态向量和输出向量估值 由于初态不同,估值X ∧ 状态不能替代被控系统状态X ,为了使两者初态跟随,采用输出误差反馈调节,加入反馈量H(Y-Y)∧ ,即构造闭环观测器,闭环观测器对重构造的参数误差也有收敛作用。 也可写成 X =(A-HC)X +Bu+HY Y CX ? ∧ ∧ ∧∧ = 只要(A-HC )的特征根具有负实部,状态向量误差就按指数规律衰减,且极点可任意配置,一般地,(A-HC )的收敛速度要比被控系统的响应速度要快。工程上,取小于被控系统最小时间的3至5倍,若响应太快,H 就要很大,容易产生噪声干扰。 实验采用X =A X +Bu+H(Y-Y)? ∧ ∧∧ 结构,即输出误差反馈,而不是输出反馈形式。 取:1212min 35 20,5,2,0.5,0.2K K T T t λ-= =====,求解12g g ?????? 三、实验设备: THBDC-1实验平台 THBDC-1虚拟示波器 Matlab/Simulink 软件 四、实验步骤 按要求设计状态观测器 (一) 在Matlab 环境下实现对象的实时控制 1. 将ZhuangTai_model.mdl 复制到E:\MATLAB6p5\work 子目录下,运行matlab ,打开ZhuangTai_model.mdl 注:‘实际对象’模块对应外部的实际被控对象,在simulink 下它代表计算机与外部接口: ● DA1对应实验面板上的DA1,代表对象输出,输出通过数据卡传送给计算机; ● AD1对应实验面板上的AD1,代表控制信号,计算机通过数据卡将控制信号送给实际对象;

相关文档
最新文档