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前端設計論文

時間:2022-12-05 15:29:16

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇前端設計論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

前端設計論文

第1篇

一、論文篇幅:3000—4500字,論文必須包含200字左右的中、英文摘要及3-4個關鍵詞。

二、論文格式:

(一)題目、署名及層次格式、文字、字數要求:

1、文稿采用A4幅面word文檔;中文標題為三號宋體,正文為小四號仿宋體;英文字體為TimesNewRoman,標題字號為三號,字母全部大寫;如有副標題,另起一行,首字母大寫,正文為小四號字體;文稿應加注頁碼。

2、題目居中,署名及單位標在題目下,例如:數字城市化進程王趙(大學系,北京100001)(設計院,天津300001)需作敘述時,可在當頁下方劃一條橫線,在橫線下加說明。

3、摘要和關鍵詞,寫在題目下、正文前。

4、論文的層次,統一要求采用:11.1(占一行或接排。當接排時,標題后要加標點)1.1.1*1.1.1.1

(二)文稿和圖稿其它要求:

1、正確闡述技術內容。名詞術語應符合國家有關標準、規范。如所采用的名詞術語尚未編定時,可采用各業務部門和科研單位常用的名詞術語,不要任意用簡稱、方言。

2、準確使用標點符號,注意:(1)標題、圖題、表名后及公式后不用標點;(2)阿拉伯數字的起止(范圍)號用“~”,如:“20~30”,“8%~10%”,“0~10oC”

3、對正文中的某些問題需加以說明時,可用“呼應注”(也叫腳注),即在所要加注處的右上角標注“①、②……”,同時在本頁末留出位置,劃一橫線與正文隔開,在橫線下注明“①、②……”。

4、計量單位采用國務院頒發的《中華人民共和國法定計量單位》,一律用拉丁文書寫。

5、外文字母寫成印刷體,同時注意將正斜體、大小寫分清楚。

6、數字的書寫(統計數、各種計量及圖表編號等各種順序號)均用阿拉伯數字,世紀、年代、月、日和時刻均用阿拉伯數字,并一概用全稱。

7、表格、公式、樣圖均要編號,每篇論文加注流水號,例如:圖1、圖2,表1、表2,公式⑴、公式⑵。

8、照片要求清晰、層次分明,非彩印書盡量用黑白照片。墨線圖要大小適當,圖線要規整。照片、圖稿等電子文件需備份一份隨稿件一并提交。

9、參考文獻的項目要列全,例如:[1]主編.結構力學.北京:出版社,2003[2]主編.城市規劃.上海:出版社,2001

(三)文稿最后應有附件頁,注明作者個人信息,內容見下表:作者基本情況表姓名性別職稱工作單位職務聯系電話(固定電話請注明本地區號)傳真通信地址郵編E-mail

知識擴展:英語論文的標準格式

英文論文格式均以美國土木工程師協會出版社的標準格式為準。

英語論文用激光打印機打印,打印稿為黑白稿,彩色打印件會影響出版效果。版心:A4紙,上、下頁邊距3.5cm,左、右頁邊距均為3.25mm。論文內容寬不得超過14.5cm,長不得超過22.5cm。

字體和字號:正文,標題,作者聯絡信息和圖表中的文字均為TimesNewRoman12號字??梢愿鷵枰褂猛愖煮w中的粗體,斜體。

行距:單倍行距。

頁碼:論文正文和文后所附圖例都需添加頁碼。頁碼為阿拉伯數字,位于頁面下方居中。

文體:文章應語法正確,技術用詞準確。標題應該以最簡潔的語言概括文章內容。如果標題較長,請采用Title:Subtitle的形式。

數學公式:文中的數學公式不得手寫,必須打印。公式如果在文中多次被引用,應該編號。公式之間,公式和正文之間都應該空一行。單位:文中所用的度量衡單位應為國際單位??稍诶ㄌ杻?,單位對應表中列出其他單位。有關國際單位的使用(StandardPracticeforUseofTheInternationalSystemofUnits)可以通過電話1-800-548-2723向ASCE索取。其他相關使用參考文獻,如ANMCMetricEditorialGuide,5thed,1992可向美國國家公制協會索取(AmericanNationalMetricCouncil,1735N.LynnStreet,Suite950,Arlington,VA22209-2022)

圖表:

標題說明和圖例:插入的圖表應該以出現順序編號(Figure1,Figure2,Table1,Table2)。圖的說明和標題,包括圖的序號應該位于圖的下方。表的說明和標題,包括表的序號應該位于表格上方。

位置:圖可以插入到正文中,或者集中放在文章最后。如果在正文中插入圖,盡量放在頁面的頂部或尾部。不要選擇文字環繞圖形的對齊方式,可選擇上下環繞方式。

底紋:插圖中不要選擇帶陰影或底紋,否則會影響印刷效果。

照片:如果文中需要附上照片,在文中出現照片的地方貼上其黑白光面沖洗照片,標題說明位于照片下方。照片將和正文一起縮印,請不要提供彩色照片,以免影響印刷效果。

掃描圖:印刷后的掃描圖不如原件清晰。如果文中有掃描圖,請提供灰標掃描圖。

作者聯絡信息:請用橫線和正文隔開。聯絡信息可以為一位作者或所有作者的,包括以下內容:作者全名;所屬學會;學歷或授予的榮譽;所在單位;通訊地址和電子郵箱;電話和傳真。

參考文獻:所有參考文獻為單倍行距,放在文章最后,按照第一作者姓氏的字母順序排列。如有同一作者的兩篇以上文獻,按出版年代先后排列。正文中引用參考文獻時,作者和出版年代應該放入括號內。由于上標縮印后會變小,難于辨認,正文中不使用上標標注參考文獻。所列出的參考文獻應當在正文中都有所引用,如果正文中沒有引用,請將文獻列入文章最后的附加信息(AdditionalInformation)部分,或者相關材料(RelatedMaterials)部分。

畢業論文范例:撰寫論文的時候,學生需要了解論文的格式。那么,怎樣的論文格式才是標準的格式呢?有著怎樣明確規定呢?學生在論文格式注意的是哪些內容呢?歡迎閱讀小編整理的標準論文格式要求,希望能夠幫到大家。

一、論文篇幅:3000—4500字,論文必須包含200字左右的中、英文摘要及3-4個關鍵詞。

二、論文格式:

(一)題目、署名及層次格式、文字、字數要求:

1、文稿采用A4幅面word文檔;中文標題為三號宋體,正文為小四號仿宋體;英文字體為TimesNewRoman,標題字號為三號,字母全部大寫;如有副標題,另起一行,首字母大寫,正文為小四號字體;文稿應加注頁碼。

2、題目居中,署名及單位標在題目下,例如:數字城市化進程王趙(大學系,北京100001)(設計院,天津300001)需作敘述時,可在當頁下方劃一條橫線,在橫線下加說明。

3、摘要和關鍵詞,寫在題目下、正文前。

4、論文的層次,統一要求采用:11.1(占一行或接排。當接排時,標題后要加標點)1.1.1*1.1.1.1

(二)文稿和圖稿其它要求:

1、正確闡述技術內容。名詞術語應符合國家有關標準、規范。如所采用的名詞術語尚未編定時,可采用各業務部門和科研單位常用的名詞術語,不要任意用簡稱、方言。

2、準確使用標點符號,注意:(1)標題、圖題、表名后及公式后不用標點;(2)阿拉伯數字的起止(范圍)號用“~”,如:“20~30”,“8%~10%”,“0~10oC”

3、對正文中的某些問題需加以說明時,可用“呼應注”(也叫腳注),即在所要加注處的右上角標注“①、②……”,同時在本頁末留出位置,劃一橫線與正文隔開,在橫線下注明“①、②……”。

4、計量單位采用國務院頒發的《中華人民共和國法定計量單位》,一律用拉丁文書寫。

5、外文字母寫成印刷體,同時注意將正斜體、大小寫分清楚。

6、數字的書寫(統計數、各種計量及圖表編號等各種順序號)均用阿拉伯數字,世紀、年代、月、日和時刻均用阿拉伯數字,并一概用全稱。

7、表格、公式、樣圖均要編號,每篇論文加注流水號,例如:圖1、圖2,表1、表2,公式⑴、公式⑵。

8、照片要求清晰、層次分明,非彩印書盡量用黑白照片。墨線圖要大小適當,圖線要規整。照片、圖稿等電子文件需備份一份隨稿件一并提交。

9、參考文獻的項目要列全,例如:[1]主編.結構力學.北京:出版社,2003[2]主編.城市規劃.上海:出版社,2001

(三)文稿最后應有附件頁,注明作者個人信息,內容見下表:作者基本情況表姓名性別職稱工作單位職務聯系電話(固定電話請注明本地區號)傳真通信地址郵編E-mail

知識擴展:英語論文的標準格式

英文論文格式均以美國土木工程師協會出版社的標準格式為準。

英語論文用激光打印機打印,打印稿為黑白稿,彩色打印件會影響出版效果。版心:A4紙,上、下頁邊距3.5cm,左、右頁邊距均為3.25mm。論文內容寬不得超過14.5cm,長不得超過22.5cm。

字體和字號:正文,標題,作者聯絡信息和圖表中的文字均為TimesNewRoman12號字。可以跟據需要使用同類字體中的粗體,斜體。

行距:單倍行距。

頁碼:論文正文和文后所附圖例都需添加頁碼。頁碼為阿拉伯數字,位于頁面下方居中。

文體:文章應語法正確,技術用詞準確。標題應該以最簡潔的語言概括文章內容。如果標題較長,請采用Title:Subtitle的形式。

數學公式:文中的數學公式不得手寫,必須打印。公式如果在文中多次被引用,應該編號。公式之間,公式和正文之間都應該空一行。單位:文中所用的度量衡單位應為國際單位??稍诶ㄌ杻龋瑔挝粚碇辛谐銎渌麊挝弧S嘘P國際單位的使用(StandardPracticeforUseofTheInternationalSystemofUnits)可以通過電話1-800-548-2723向ASCE索取。其他相關使用參考文獻,如ANMCMetricEditorialGuide,5thed,1992可向美國國家公制協會索取(AmericanNationalMetricCouncil,1735N.LynnStreet,Suite950,Arlington,VA22209-2022)

圖表:

標題說明和圖例:插入的圖表應該以出現順序編號(Figure1,Figure2,Table1,Table2)。圖的說明和標題,包括圖的序號應該位于圖的下方。表的說明和標題,包括表的序號應該位于表格上方。

位置:圖可以插入到正文中,或者集中放在文章最后。如果在正文中插入圖,盡量放在頁面的頂部或尾部。不要選擇文字環繞圖形的對齊方式,可選擇上下環繞方式。

底紋:插圖中不要選擇帶陰影或底紋,否則會影響印刷效果。

照片:如果文中需要附上照片,在文中出現照片的地方貼上其黑白光面沖洗照片,標題說明位于照片下方。照片將和正文一起縮印,請不要提供彩色照片,以免影響印刷效果。

掃描圖:印刷后的掃描圖不如原件清晰。如果文中有掃描圖,請提供灰標掃描圖。

作者聯絡信息:請用橫線和正文隔開。聯絡信息可以為一位作者或所有作者的,包括以下內容:作者全名;所屬學會;學歷或授予的榮譽;所在單位;通訊地址和電子郵箱;電話和傳真。

參考文獻:所有參考文獻為單倍行距,放在文章最后,按照第一作者姓氏的字母順序排列。如有同一作者的兩篇以上文獻,按出版年代先后排列。正文中引用參考文獻時,作者和出版年代應該放入括號內。由于上標縮印后會變小,難于辨認,正文中不使用上標標注參考文獻。所列出的參考文獻應當在正文中都有所引用,如果正文中沒有引用,請將文獻列入文章最后的附加信息(AdditionalInformation)部分,或者相關材料(RelatedMaterials)部分。

畢業論文范例:基于Java的畢業論文管理系統設計與實現

摘要:系統的設計主要是針對在校外實習的學生畢業論文過程管理,主要解決了指導老師和實習生在完成畢業設計及論文工作上面的繁瑣,也從另一方面有效的對論文及其相關文檔的管理,能進一步的提高工作的效率。系統地分析了實習生論文管理系統開發的背景、意義,概述了系統實現所需要的關鍵技術。本系統使用的編程語言是Java,使用了當前流行的SSM組合框架實現系統的搭建,采用了MVC設計模式,使系統各模塊之間解耦,從而使系統具有高內聚,低耦合的特性,前端頁面的設計主要用到了BJUI框架,減少了頁面布局的困擾,也方便管理。后臺使用MySQL數據庫,通過將所有技術合理的融合,最終實現了這個系統。

關鍵詞:畢業論文管理;Java;MVC

中圖分類號:TP311文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2017)32-0103-03

目前市面上的管理系統很多,但是針對在外實習的學生畢業論文管理方面的系統還是很少出現的,老師與在外實習生之間開展論文開題報告等環節都還是比較分散的去管理。本系統設計的主要目的是幫助導師和學生,通過一個網絡管理平臺更好地完成畢業設計及論文工作。該文從使用的框架和設計模式、系統設計、數據庫設計及功能模塊的實現等方面進行闡述。

1系統框架

1.1持久層MyBatis

先來說說為什么會出現Mybatis。我們原來使用JDBC和數據庫進行交互不也可以實現正常的業務處理么,為什么非要使用框架呢,答案很簡單:框架使我們開發出來的系統更加高效,維護方便,穩定,Mybatis將我們平時在Dao方法里面寫的sql語句全部抽出來放在一個單獨的文件中進行管理,方便了我們后期的維護,所以持久層框架是很有必要的。最重要的是他能夠解決代碼冗余的問題,而且能夠實現對數據結果集的封裝。

MyBatis框架根據XML配置文件創建SqlSessionFactory,SqlSessionFactory再根據配置獲取一個SqlSession。SqlSession包含了執行sql所需要的所有方法,完成對數據的增刪改查和事務提交等,用完之后關閉SqlSession。

1.2控制層Struts2

Struts2是一個基于JAVAEE的MVC模式實現經典框架,在Struts2框架中,視圖通常由HTML、JSP和Struts2標簽表示,JSP頁面結合Struts2的標簽庫構成了視圖組件的主體[1]。在該框架下,Struts2的主要作用是充當控制層來進行后臺與前端頁面的數據交互和轉發請求的操作。Struts2框架實現的核心技術是通過Filter攔截所有請求,然后根據相應的URI去執行相應的任務請求的分發工作,在這過程中涉及多種攔截器和過濾器,最后才能到達真正請求對應的Action。

1.3框架Spring

Spring致力于J2EE應用的各層的解決方案,而不是僅僅專注于某一層的方案??梢哉fSpring是企業應用開發的“一站式”選擇,并貫穿表現層、業務層及持久層。然而,Spring并不想取代那些已有的框架,而是與它們無縫地整合。在本系統中Spring擔任所有類實例化的容器,通過它整合了Struts2,MyBatis框架,實現了MVC設計模式,有助于開發的維護和成本的降低。

1.4視圖層B-JUI

B-JUI框架是基于現在流行的Bootstrap樣式及其豐富的jQuery庫來實現的開源框架,只要使用過HTML的用戶就可以很便捷的去使用此款客戶端框架,將框架放入你的項目中,然后就可以簡單的配置HTML屬性,進行開發,其是對Bootstrap樣式及其豐富的jQuery進行封裝的,我們只需要使用class屬性去調用相應的樣式即可。所以就算沒有js開發經驗的程序員也能夠創建出漂亮的前端展示頁面。

2MVC設計模式

模型(Model)-程序員編寫程序應有的功能(實現算法等等)、數據庫專家進行數據管理和數據庫設計(可以實現具體的功能)。

視圖(View)-界面設計人員進行圖形界面設計。

控制器(Controller)-負責轉發請求,對請求進行處理。

MVC設計模式實現的業務處理和視圖展示的分離,降低了每個模塊之間的耦合度,達到了系統的設計目標和整體要求[2]。目前最流行的就是MVC設計模式,structs、spring、hibernate、JSF等則是實現MVC模式最流行的框架方案[3]。

3數據庫設計

MySQL是一個輕量級關系型數據庫管理系統,他是跨平臺的,所以這讓它在同類型的數據庫下具有很大的競爭優勢,Mysql是在控制臺上面進行操作的,然后也出現了一些Mysql的圖形式的客戶端的免費軟件,供我們更好地去操作數據庫,Mysql具有開源,簡便易用的優點,我們可以針對自己的需求去修改源碼,重新打包編譯。本系統設計表中的Id均為主鍵,數據表及屬性如下:

1)文件管理表(Filemanage)。屬性分別為Id、filename、filename、Filepath、Uploadtime、Md5。

2)開題報告表(Ktbg)。屬性分別為Id、Xtdy、Zywt、Lwsl、Lwtg、Ckwx、Zdlsyj、Stuid、Status、Name、StuNum。

3)老師擬題表(lsnt)。屬性分別為Id、Lwtm、Zdls、Xtlx、Rwyq、Uid。

4)論文表(Lw)。屬性分別為Id、Stuid、Fileid、Status、Name、StuNum。

5)我的資源表(Myzy)。屬性分別為Id、Fileid、Stuid。

6)任務書表(Rws)。屬性分別為Id、Zynr、Jbtq、Yjrw、Mb、Ckwx、Xyyj、Status、tuid、Stunum、Name。

7)老師學生管理表(Teawithstu)。屬性分別為Id、Stuid、Teaid。

8)用戶表(Users)。屬性分別為Id、Userid、Userpwd、Role、Username。

9)問題反饋表(Wtfk)。屬性分別為Id、Stuid、Fklx、Fknr、Dsjd、Status、Title。

10)選題審批表(Xtspb)。屬性分別為Id、Stuname、Stunum、Zdls、Lwtm、Tmly、Tmlx、Xtly、Zdlsyj、Lwxzyj、Status、Stuid。

11)學習資料表(Xxzl)。屬性分別為Id、Type、Fileid。

12)制定計劃(Zdjh)。屬性分別為Id、Name、Stunum、Lwxtstime、Lwxtetime、xdrwststime、xdrwsetime、zxktbgstime、zxktbgetime、sclwstime、sclwetime、Status、Stuid。

13)資源鏈接表(Zylj)。Id、Type、Name、url。

4系統功能設計

系統實現了類似于‘單點登錄’的功能,用戶登錄時系統采用驗證碼的機制防止機器注冊等不安全因素,而且在系統中設置了會話超期的功能,如果在session中該字段消失了,就表示此次會話結束,一旦會話結束,就必須重新登錄系統,系統是通過jsp的重定向實現的,會先請求服務器,此時是否有會話還沒有結束,如果沒有結束,就會跳轉到正在執行的會話頁面,如果沒有則轉向登錄頁面,如圖1所示。

5詳細設計

5.1學生模塊

根據需求分析學生應包括在線選題,在線學習,制定計劃(嚴格按計劃執行),上傳(綜合實訓和畢業設計)各階段文檔和視頻,與導師互動等功能,分析之后得到學生需要的模塊截圖如圖3所示:

學生制定完計劃之后,還可以回頭來查看,所以此頁面還得具有會顯得功能,即當學生第一次進入頁面進行編輯的時候,頁面時空,當學生第二次進入時,里面展現的值是上一次錄入的,并且是不能修改,所以在整個系統中,是用status變量來控制它們,讓一個頁面可以根據不同的status呈現不同的值。

選題模塊,該模塊主要是通過集合存儲從數據庫傳過來的值,然后在頁面通過遍歷,獲取到所有的選題,每個頁面還帶有分頁功能,此功能主要是借助BJUI控件開發出來的。通過從頁面中傳到后臺的limit和start參數,利用mysql中的limit進行限制,從而實現分頁的功能。

任務進度模塊,數據庫中每個表都會有一個status字段,每次打開審核結果頁面時,都會去讀取該字段,來判斷學生提交的報告有沒有通過。

在資源上傳模塊,為了提供論文的上傳和后面模塊的學習資料的上傳及其學生自己開發的系統的上傳,此模塊中主要是通過BJUI的一個上傳組件(data-toggle="upload")來操作的,他傳遞給后臺一個文件流,后臺只要寫一個文件變量和其對應,就可以接收了,然后進行流的操作,就可以實現文件上傳的功能,當論文上傳成功之后,還可以進行論文的下載查看,主要是用于導師審核。

系統開發模塊主要使用到的是文件的上傳與下載功能,上傳功能和上面模塊類似,并且還提供了刪除功能,刪除功能使用的是ajax的異步請求,ajax的異步請求功能它只會刷新頁面的部分數據,而不會請求整個頁面,造成資源的浪費。

在線學習模塊又分為在線資源和我的社區兩個子模塊,在線資源模塊主要是老師上傳的一些學習資料和一些在線鏈接,它里面的內容又會按照不同的學科進行分類。在線學習模塊的第二個功能是社區功能,學生可以在這里進行提問,然后由老師解答,它的首頁面列出了該生自己提出的所有問題及其解決的狀態。

5.2導師模塊

選題是老師給學生提供選題的一種方式,學生可以在參考選題節點下獲取到老師的選題,而且老師的選題中的指導老師字段必須是老師自己,不可修改的。

審核計劃模塊的功能主要是通過改變每個表中的status字段的值來決定他們通過不通過,而且在頁面中會根據status的狀態值,來顯示通過或者不通過,當還沒有審核時,他是一個通過或不通過按鈕,審核成功時會有一個回調結果,用來提示用戶的操作狀態。

在線支持模塊主要是老師對學生們提出的問題進行解答的功能模塊,老師可以看到學生提出的所有問題,而且可以無限次的解答,任何導師都可以解答學生提出的問題。

5.3管理員模塊

該模塊就是用來管理學生和導師及其他們之間的關聯,同時管理員還要具備管理用戶和管理進度的權限。而且在每個模塊上都支持根據某個屬性進行模糊查詢,還支持刷新功能。其中,進度管理主要是修改學生制定的計劃時間,因為系統中規定學生提交的計劃書一旦通過,所有流程都會按照此計劃走,所以如果某一階段的任務超出了時間規定,我們就不能進入此節點去完成相應的任務,我們必須借助管理員的權限去修改計劃,讓學生的流程得以進行。

6總結

本系統主要運用了JAVA編程語言及SSM框架技術,搭建出了一個MVC設計模式的論文管理系統。系統具有使用簡單、維護成本低、后臺代碼分層清晰等優點,另外登錄入口采用密碼和驗證碼的雙重驗證,在安全方面做了保證。系統中有些模塊還存在代碼過于繁瑣,前端界面設計過于簡單等不足之處,后續會進行代碼的優化和前端界面設計的改進,進一步完善系統。

參考文獻:

[1]聶常紅,唐遠強.基于Struts2的Web應用開發研究[J].現代計算機,2014(22):52-57.

第2篇

電子學對生物學及醫學的應用帶來了從心臟起搏器到血糖計在內的重要保健技術的進步。下一代的健康保健技術將會由生物電子學來實現,它是一門電子學、生物學、物理學、化學相互作用的前沿科學。本書介紹了高級互補型金屬氧化物半導體(CMOS)微系統和生物學相連接的各種各樣的應用設計實例。這是首部介紹由微電子學與流體學、光子學及機械學相集成而形成的生物微系統的專著。

本書一共收集了16篇論文,分成三個部分。第一部分人體監測,包括5篇論文:1.將生物學與電子線路相連接:量化與性能度測;2.用于神經信號記錄的全集成系統:技術前景及低噪聲前端設計;3.用于神經肌肉模擬的無線神經記錄微系統的超大規模集成電路;4.使用無線電頻率技術的健康保健裝置;5.用于可植入醫學應用的低功率數字集成系統的設計考慮。第二部分生物傳感器與電子線路,包括6篇論文:6.基于親和力的生物傳感器:隨機建模和品質因素;7.基于標準CMOS及微電子機械系統(MEMS)工藝的制造實例;8.用于芯片實驗室應用的CMOS電容性生物接口;9.用于定點護理及遠程醫學應用的無透鏡成像細胞儀及診斷學;10.用于生物微流體學實時監測與控制的高級技術;11.使用電化學生物傳感器的干細胞培養過程的監測。第三部分新興技術,包括5篇論文:12.建立用于培養細胞與有機物的接口:從靠機械裝置維持生命的甲殼蟲到合成生物學;13.用于陣列式單細胞生物學的技術;14.微流體學系統中細菌鞭毛發動機的應用;15.應用基于CMOS技術的遺傳因子注射和操縱;16.低成本診斷學:射頻設計師的方法。

本書編輯是一位在無線通訊、醫學成像、半導體器件和納米電子方面知名的新興技術國際專家,他管理著一個初創公司――Redlen技術公司的研發部門,他同時也是CMOS新興技術公司的執行主任。他曾在國際性專業雜志及會議上發表過100多篇論文,在各種國際場合中被邀請作為演講者,他擁有美國、加拿大、法國、德國和日本授予的18項國際專利。

本書可用作電氣工程、微電子學、CMOS線路設計及生物醫學器件專業研究生課程的補充材料。

胡光華,

退休高工

(原中國科學院物理學研究所)

Hu Guanghua, Senior Software Engineer

(Former Institute of Physics,CAS)

第3篇

【關鍵詞】動態范圍;放大器;自動增益控制

1 引言

2.1 多片ADC并行采樣技術

由(1)式可見,要提高ADC的動態范圍,必須增加ADC的轉換位數或提高其采樣速率。然而對單片ADC而言,高速和高分辨率往往不可兼得。因此,以多片ADC芯片構建高速高分辨率的采集系統是提高ADC動態范圍的主要手段之一。ADC并行采集技術主要有兩大類,一是時間交替并行采集技術,另一種是基于濾波器組的并行采集技術,基于濾波器組的ADC并行采集技術由于實現困難,目前還處于研究實驗階段,而時間交替并行采集技術是并行采集技術的主流,并己有商業產品出現。

ADC并行交替采集系統利用M片采樣速率/M的ADC進行前端并行逐次采樣,后端拼接的技術使整個采集系統的等效采樣率達到,如圖2所示。圖中的延遲時間為T=1/,多片低速率高分辨率的ADC并行采樣,在后端合成數據使系統的采樣速率提高了M倍,而分辨率保持了低速ADC芯片的數值,解決了單片ADC芯片中速率與分辨率的矛盾。在實際的工程應用中,由于ADC制造工藝和電路板布線不能完全一樣,將引入通道失配誤差,誤差使得采樣后的信號成為非均勻采樣,因此必須加以校正,否則會影響整個ADC系統的性能。

2.2 引入PGA

根據ADC動態范圍的原始定義可知,要提高動態范圍,可以在逐次逼近型ADC前端添加低噪聲PGA(Programmable Gain Amplifier),通過調理輸入信號來實現滿量程。系統的本底噪聲主要表現為前端PGA的輸入噪聲,這又取決于PGA的增益設置。如果信號太大,就會超出ADC的量程;如果信號太小,又會淹沒在ADC的量化噪聲之中。

3 射頻前端動態范圍擴展

接收機射頻前端電路的動態范圍也是整體動態范圍的限制因素之一。射頻前端的信號通路都是由模擬器件組成,例如低噪聲放大器、混頻器等,器件的噪聲越低,線性度越高,則其動態范圍就越大。而在實際電路設計中,受限于器件的自身特性,低噪聲和高線性度很難同時實現,擴展其動態范圍具有一定的難度。

3.1 LNA動態范圍的擴展

3.2 AGC技術

一般而言,接收機需要接收的信號強度變化范圍很大,因此自動增益控制(AGC)系統是接收機設計中非常必要的一環。隨著接收機前端電路的輸入信號強度發生變化,AGC根據信號的大小進行負反饋控制以保證射頻前端各級放大器、混頻器不進入飽和狀態。

對于多級AGC系統而言,還存在控制上的先后順序問題。AGC控制以最小噪聲系數為原則,及在減小增益時首先控制中頻增益,當中頻增益控制量達到一定程度后,再去控制射頻端的增益;在放開增益時首先放開射頻端的增益,然后再放開中頻端增益。

4 結束語

綜上所述,在進行接收機設計時,應在接收機靈敏度滿足系統要求的前提下,綜合考慮射頻前端和中頻ADC的動態范圍,合理分配各級的增益,利用AGC技術對各級增益進行有效控制,以達到接收機對靈敏度和動態范圍的實際使用需求。

參考文獻:

[1]王洪.寬帶數字接收機關鍵技術研究及系統實現.電子科技大學博士學位論文.2007.

[2]楊小牛,樓才義,徐建良. 軟件無線電原理與應用. 北京:電子工業出版社,2001.

[3 ]張玉興. 射頻模擬電路. 北京:電子工業出版社,2001.

第4篇

【Abstract】The FEAD system of diesel engine is the front end accessory drive system of engine, mainly used for crankshaft power output of engine to drive such as generators, air conditioning compressor for engine accessory equipment,to meet the demand of power supply and refrigeration on vehicle and ship, The quality of the FEAD system design has a crucial impact on the whole electric power and air conditioning. So for the FEAD system, structure design, parameter calculation and CAE analysis are very necessary.

【關鍵詞】FEAD系統;結構設計;CAE分析;靜動態計算

【Keywords】FEAD system; structural design; CAE analysis; static and dynamic calculation

【中圖分類號】TH12 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069(2017)05-0131-02

1 概述

FEAD系統的目的就是利用曲軸前端動力驅動發動機的輔件,如發電機、空調壓縮機等,以便于滿足車輛或者船舶的蓄電池電力和駕駛艙制冷需求,是發動機重要的應用設計。

設計初期需要關注整體結構邊界條件,考慮總體設計方案,選擇皮帶傳動同時需要考慮皮帶結構的選型,前段輪系系統屬于高速運動系統,需要動態情況下考慮皮帶的張緊方式、滑移率、振幅、帶輪包角、張緊器擺幅等一系列影響因素。確保整個系統在理論設計初期和理論計算模擬時滿足既定要求。

當然如此復雜的動態系統,不僅需要考慮上述自身系統的合理性,而且還需考慮與此系統相關的各個輔件支架的強度和模態,可以采用有限元方法進行CAE分析。

2 設計輸入

論文選用一款直列六缸,排量7.2L,采用多楔帶驅動,自動張緊方式,并加裝空調壓縮機的重型卡車用柴油機FEAD系統。

3 FEAD系統邊界檢查和整體結構設計

通過對發動機整機前端和整車發動機艙等零件的三維模擬和邊界檢查,主要在UG三維軟件的幫助下通過對系統相關零件的三維模型建模得出初步的總體布置結構,確保最基本的空間要求,總體布置原則即是避免干涉、結構緊湊[1]。系統的總體結構包括曲軸皮帶輪、發電機、空調壓縮機、自動張緊器、惰輪。需要滿足預定設計目標,設計目標如下:

基于上述標準要求并結合初步經驗分析設計出的輪系結構,如圖1所示:

曲軸皮帶輪是動力輸出來源,設計原則上皮帶包角必須大于180°,其余槽輪包角要求在120°以上,方可滿足功率傳輸要求,平輪包角不做過高要求。柴油機曲軸皮帶輪逆時針轉動,通過皮帶這個載體給各個輔件輸送功率,并通過軟件計靜態算出每個零件的受力方向和受力大小。通過經驗分析,初步判定結構滿足既定設計目標,但仍然需要通過模擬精確計算系統布置的合理性。

通過初步確定的坐標原點,初步定義各個帶輪的坐標位置,通常取曲軸皮帶輪為原點;確定各個帶輪的外徑、基準直徑、基準寬度、上下槽深、槽寬等數據,用以進行下步的靜態計算,通過三維建模計算得知此坐標數據選取、帶輪直徑選取、帶輪間跨度、多楔帶包角,傳動比均在設計要求范圍內。計算同時給出了限制條件,即各帶輪之間的對楔度要求,設計者需要遵循這一要求開展下一步詳細設計工作。

4 FEAD系統動態仿真計算和詳細設計

確定了各項系統的主要參數,并為后續的動態模擬計算提供了數據輸入,在三維分析軟件SIM-Drive的幫助下建模,輸入預定數據得出動態分析結果,根據動態分析結論可知: 轉速850Rpm時,皮帶張力1040N;帶段抖動≤5%,無干涉情況;皮帶滑移率≤0.5%;使用壽命綜合估算在20萬km至30萬km,均滿足預定設計范圍和標準。[2]

確定了總體設計方案和理論計算數據之后,下一步進行系統的結構設計的零部件清單,此案例需要設計的主要為系統安裝支架,主要作用用來支撐系統各個部件。需要考慮以下問題和注意事項:

①安裝支架的安裝位置和方式;

②空調壓縮機的傾斜角度要求;

③自動張緊器的安裝定位;

④安裝支架需要合理布置和設計加強筋;

⑤安裝支架各帶輪安裝面的尺寸公差必須合理;

⑥各帶輪軸承的選型要合理。

基于以上的注意事項完成詳細三維設計工作,二維生產圖紙繪制之前,相關零件的還需經過CAE軟件的分析進而得知零部件的強度和模態如何,如果理論分析計算未通過,則需要及時改進先前的設計,避免產品在實際運用中造成失效,數據與經驗相結合是最好的工業實踐手段[3]。

5 支架CAE分析

基于有線元法,采用CAE分析軟件Hyperworks /Optistruct 13.0(A處理/解算器)的幫助下,對系統相關零部件進行強度和模態分析,論文主要介紹對安裝支架的分析過程。

分析目的:為了評價和改進安裝支架的強度和模態,需要進行應力分析和模態分析;

設計標準: 模態分析最低頻率要求為143Hz,2200rpm,

通用標準: 模態分析最低頻率要求為180.3Hz,2550rpm。

分析目標:評估系統支架的應力大小和支架模態是否達到最低頻率要求;

創建模型,包括安裝支架、缸體、壓縮機、發電機、張緊器、惰輪、皮帶、螺栓等所有相關零件,預設螺栓為實心截面梁單元,螺紋與其他構件采用剛性(RBE2)連接。

通過分析結論得出以下結論:

①模態分析,安裝支架頻率( 223.9Hz)高于最低可接受值(180.3Hz)。

②應力分析:最大應力區域為73.7MPa低于HT250材料要求的125MPa

綜上所述,該系統設計滿足既定要求,可以進行二維生產圖紙繪制。同時設計師需要考慮DVP驗證方案。關于DVP方案,主要考慮臺架試驗相關測點布置,空調壓縮機加載模擬工作,試驗時間確定等,具體論文不再累述。

6 結論

通過完成上述概念設計、詳細設計、軟件分析、工程圖以及DVP方案布置等開發流程之后,目前此系統設計已經完成了多輪臺架和整車試驗,未發生支架斷裂、皮帶打滑、系統異響等嚴重質量故障,當前已風險投入市場,為公司及社會帶來一定的經濟效益。

【參考文獻】

【1】劉鑫.柴油發動機運行狀態監測和故障診斷系統的設計與實現[D].成都:電子科技大學,2006.

第5篇

關鍵詞: 高性能 加工中心 結構特點

Mazak公司的JoeKraemer工學博士曾提出“高性能加工中心”的新概念。他著重強調了加工中心切削速度與加工零件精度的同時提高,它比高速切削機床更合理、更全面地反映了現代制造技術目前的發展方向。

高性能加工中心與高速加工中心的區別在于它除有一個能高速旋轉的主軸外,還設計了高精度的直線運動導軌、大功率主軸電機、精密主軸軸承、滾珠絲杠、高效伺服驅動電機和先進的CNC系統等。因而使加工中心在高效率下加工出高精度的零件,大大提高市場競爭力。

1.直線運動導軌

機床的各軸向運動的速度和精度,對實現高速切削至關重要。JoeKraemer博士在為高性能加工中心下定義時指出,在機床主軸轉速與刀具系統不變和保證滿足加工零件精度的前提下,如果各軸向運動不能達到f=7.62-11.43m/min的進給速度,就不能稱之為高性能加工中心。但是要達到如此高的進給速度,則采用普通機床的方形導軌是遠遠不能實現的,必須選用直線運動導軌。試驗證明,直線運動導軌的摩擦系數僅為普通方形導軌的1/20。由于直線運動導軌的滾柱與導軌間的接觸面積遠遠小于方形導軌,因此使功率消耗也降低為方形導軌的1/20,且能保持長時間的很少磨損,大大提高導軌的使用壽命。精密的直線運動導軌具有一個淬火硬度為HRC58-62的經精密導軌磨床磨削的V型直線形導軌,直線形導軌的結構簡單,因此,容易加工、裝配、測量,以及能選擇合適的滾柱直徑等。

直線運動導軌具有高的剛度,與相互運動體之間無間隙存在,因而很少產生振動,能加工出低表面粗糙度的零件表面,延長刀具的使用壽命。THK獨自研制開發的LM滾動直線導軌副,由于改進了鋼球接觸部的形狀,采用近似鋼球直徑的曲率半徑的R溝槽形狀,使得鋼球接觸面的容許負荷增加了十幾倍,而且能長時間保持高精度狀態,運行2000Km后,磨損量僅為0.5Mm。正是由于其高剛性,并能實現高速進給,廣泛應用于高速加工機床。

2.精密滾珠絲杠和直線電機

加工中心的滾珠絲杠精度,以及直徑和螺距的大小直接影響加工中心的性能,尤其是在采用直線運動導軌的高性能加工中心都選擇高精度和大直徑大螺距的單頭滾珠絲杠。

競爭促進技術發展的典型例子莫過于THK美國公司的驅動速度可達200m/min的高速滾珠絲杠。一般認為滾珠絲杠傳動達到90m/min就不容易了,再快只能用直線電機驅動了。THK公司采用多種技術措施來提高滾珠絲杠的驅動速度:用特殊工程塑料做滾珠隔離架,既隔開滾珠,避免珠子間的摩擦,又起作用;為消除熱影響,絲杠為中空通冷卻液;為消除高速振動,中空絲杠內填阻尼材料,以提高阻尼特性。這是目前見到的驅動速度最快的滾珠絲杠。

大功率直線伺服電機,直接驅動工作臺作直線運動,并與由碳素纖維增強塑料制成的輕型結構工作臺和直線滾動導軌副匹配,實現高進給速度和高精度加工。

3.主軸軸承

從長遠的觀點上看,對磁力、氣動和靜壓軸承的市場需求量將會大大增加。但是,目前在高速機床中,最常用的還是組合式的向心推力滾珠軸承。在標準的機床主軸轉速條件下,在主軸前端經常安裝三排組合式的向心推力滾珠軸承,在主軸后端安裝兩排滾珠軸承。因為在主軸前端安裝三排組合式的向心止推滾珠軸承能極好地提高主軸剛度增加主軸的承載能力,這一點對于重載切削至關重要。

合理地選擇軸承材料同軸承種類同樣重要。雖然由軸承鋼制成的軸承目前仍被廣泛使用,但實踐證明,高速切削使用陶瓷軸承將表現出許多優點。盡管軸承鋼制成的軸承價格便宜,但其重量遠比同樣規格的陶瓷軸承重得多,由于重量重,高速切削中發熱量大,必須配置復雜的冷卻系統。同時隨著主軸轉速的提高,使作用在軸承上的向心力增大,使軸承溫度升高,引起主軸尺寸增大,影響加工零件的尺寸精度,使機床主軸所需功率增加。陶瓷軸承由于重量輕,將較好地解決這一技術難題。為了提高機床主軸剛度和切削能力,在陶瓷軸承上還可施加很大的預加載荷。由于陶瓷軸承有以上特點,因而使其使用壽命增長。

4.冷卻、及密封技術

高速機床容易產生較高溫度,如果不進行冷卻,將會引起熱變形。如為保證機床主軸的高精度,就必須穩定地控制主軸和軸承的溫度。目前,機床根據主軸結構不同,選擇外冷方式、內冷方式或內外共同冷卻方式對主軸、軸承進行冷卻。為達到高速,技術也得到發展,美國SETCO公司采用Kluber-speed BF72-22合成脂對精密主軸組,可達到極高的速度,其速度系數可達到dn值2000000以上。

精密主軸常常由于污物的進入,造成主軸的失效,原因是應為密封不好。美國SETCO公司開發了新型專利“SETCO AisShield”空氣隔離密封,集成了摩擦密封和迷宮式密封的優點。壓縮空氣切向送入固定前軸承座的循環槽,與主軸一起構成一個封閉的迷宮,空氣在槽內環繞主軸流動,該密封方式可使軸承壽命提高3倍。

5.數控系統

微電子技術的飛速發展,為數控系統向小型化和高集成化發展提供條件,系統的運算速度和操作界面也有了很大的改進,數控系統向高速、高精度和易操作的方向發展。

主要有以下特點:

(1)納米插補:為了減少插補的輪廓誤差,FANUC開發了納米級的插補功能,使數控系統在進行插補運算時采用1nm的精度進行運算,并以1nm的當量控制伺服電機的運行,系統的插補精度在1/1000000mm精度下運行,大幅度降低了系統的誤差。

(2)加速度控制(JERK):機床在加速度變化時,會造成機床振動,影響加工精度。采用了加加速度控制功能后,會自動對進給速度處理,使本來為單位脈沖函數的加加速度變成一定時間內加加速度變化的函數,減少機床的振動。

(3)編程導入功能(manual guide I):該功能改變了傳統的使用G代碼的形式,而采用圖形對話編程的形式,提供大量的輔助編程、計算的對話畫面,使系統更容易操作。

綜上所述,對高性能加工中心,不僅需設計出高轉速的主軸,還需有高性能CNC系統、高精度直線導軌、精密滾珠絲杠、軸承、選擇合適的冷卻方式、機床/刀具接口等。上述技術目前已用于許多高性能機床的生產實際,并取得了很好的經濟與社會效益。

參考文獻:

[1]張江華.TK7640數控銑鏜床的運動誤差分析及其補償(碩士論文),2007.

[2]暢越星.數控落地銑鏜床主軸箱動力學分析與結構設計研究(碩士論文),2007.

[3]李軍華.數控機床主傳動齒輪綜合嚙合剛度研究(碩士論文),2007.

[4]張利平主編.液壓氣動技術速查手冊.北京:化學工業出版社,2006.

[5]姜華.高速精密臥式加工中心開發的關鍵技術研究(博士論文),2007.

第6篇

關鍵詞:Hadoop 集群架構 HBase Spring框架 MVC模式

中圖分類號:TP333 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2015)03-0173-01

1 引言

本文以Hadoop技術為技術背景,在搭建好集群的前提下,進行系統設計。最后利用Spring框架、MVC模式對系統進行WEB開發。

2 Hadoop下的云筆記研究

2.1 云計算

云計算的基本原理是,通過使計算分布在大量的分布式計算機上,而非本地計算機或遠程服務器中,企業數據中心的運行將更與互聯網相似。這使得企業能夠將資源切換到需要的應用上,根據需求訪問計算機和存儲系統。

2.2 Hadoop

Hadoop是云計算技術的具體實現框架。由HDFS、MapReduce、HBase、Hive 和ZooKeeper等成員組成。其中,HDFS 和MapReduce 是兩個最基礎、最重要的成員。Hadoop主要的一些特點:良好的擴容能力 、成本低、高效、可靠性高。

2.3 Hadoop平臺的研究

HDFS是一個高度容錯的分布式文件系統,適合部署在廉價的機器上。HDFS能夠提供高吞吐量的數據訪問,支持大文件存儲,非常適合大規模數據集上的應用。HDFS是Hadoop云計算的基礎。HDFS采用master/slave架構。一個HDFS集群是有一個Namenode(master)和一定數目的Datanode(slave)組成。

hadoop 的集群是基于 master/slave 模式,namenode 和 jobtracker 屬于 master,datanode 和tasktracker 屬于 slave,master 只有一個,而 slave 有多個SecondaryNameNode 內存需求和 NameNode 在一個數量級上,所以通常 secondaryNameNode(運行在單獨的物理機器上)和 NameNode 運行在不同的機器上。

2.4 云筆記的WEB研究

云筆記的WEB系統主要使用的框架是Spring框架。Spring主要功能便是使用Spring框架管理程序中的組件對象以及對象之間關系。利用MVC三層架構模式來構建起WEB的三層模式

3 Hadoop下的云筆記設計

3.1 云筆記系統框架設計

系統框架由Client,HBase數據庫,WEB服務器,HDFS集群組成。借助B/S架構及Hadoop技術將數據存儲在分布式文件系統上。數據表采用HBase以Mapper方式存儲,WEB服務器使用Tomcat7.0。

云筆記平臺使用Ubuntu11.10、JDK1.7.0、Hadoop1.0.4進行搭建。Hadoop平臺的運行模式為分布式模式。Hadoop集群由1個master,4個slave 構成。由局域網將各節點進行互聯。整個平臺在安裝好jdk、hadoop還需配置系統環境在/etc/profile。再配置hadoop-env.sh、hdfs-site.xml以及 core-site.xml、mapred-site.xml 四個 XML文件。再進行SSH無密碼驗證配置。在MyEclipse上安裝hadoop插件,配置相應的core-site.xml與hdfs-site.xml配置文件。

3.2 云筆記系統功能模塊設計

整個云筆記是以學習者用戶為出發點進行相關模塊設計。系統模塊主要分為登陸、注冊模塊,全部筆記本、回收站、收藏、筆記等模塊。全部筆記本模塊列出用戶的所有筆記本,當用戶對筆記進行刪除時,筆記會被轉到回收站。筆記可以被用戶分享以使其他用戶查閱,并對感興趣的筆記進行收藏。用戶還可以對筆記進行編輯。

3.3 云筆記數據庫設計

本平臺所采用的數據庫是HBase。建立的數據庫為cloudnote。依據云筆記的各個模塊進行表的設計。主要的表cn_user、cn_notebook_type、cn_notebook、cn_note、cn_share等五個表。分別管理用戶個人信息、存儲筆記本類型數據、存儲筆記本數據、存儲分享筆記數據。

在非關系型數據庫HBase中進行數據的增刪改查。借助數據訪問接口,來對數據庫的并發訪問。在視圖層中經由WEB服務器將數據進行前端顯示。

為適應云筆記平的數據訪問,HBase需重新定義增刪改查類。這些類都是定義在了各個數據訪問層中的。查找的結果返回的都是集合型。泛型為KeyValue或Result型。

3.4 云筆記系統WEB設計

本平臺采用的開發語言為java,MyExclipse開發軟件。WEB設計借助Spring框架,設計思想是MVC三層架構。視圖層使用CSS樣式、HTML以及JQuery2.1進行前端展現。控制層采用具體的Controller類控制用戶的數據請求。業務層是根據筆記本的業務進行Java代碼編寫。

4 結語

本文簡要的介紹有關云計算hadoop及其web方面的相關技術。主要的內容是針對基于hadoop的云筆記進行研究與設計。并取得相應的設計成果將基于hadoop的平臺的集群環境搭建起來。最終使得云筆記系統在Hadoop集群上正常有序的運行。

參考文獻

[1]王海豹.基于Hadoop架構的數據共享模型研究[D].北京工業大學工學碩士學位論文,2013.7-8.

第7篇

關鍵詞:無線網絡;測試系統;設計

隨著無線網絡在國內外的大力普及,政府對3G網絡建設的政策支持,國內無線網絡技術發展迅速,而其中無線網絡測試技術對整個網絡建設起著舉足輕重的作用。無線網絡測試是網絡新技術實踐檢驗和不斷修正必須經歷的一道管卡,也是檢驗理論是否符合實踐的關鍵。因此,一個完整高質量的無線網絡測試系統對于無線網絡的建設起著至關重要的推動作用,通過該系統可以合理的優化網絡資源配置,通過改進現有網絡,提高運營商的網絡競爭力,并不斷為新客戶提供強有力的支持。

本文將從無線網絡測試系統的需求出發,較為詳細的分析無線網絡測試系統的基本原理、整體功能設計和軟件實現三個方面。

1 系統設計與分析

本文所設計的無線網絡測試系統是為各運營商等客戶量身打造的高效、功能化、智能化的測試平臺,通過提供高質量的無線網絡測試幫助運營商測試并了解無線網絡的運行特點并作出評估,運營商以此為基礎不斷提升網絡質量,為用戶提供更優質的服務。

無線網絡測試系統在建設中把握以下幾個原則:⑴標準化原則,可以滿足各種接口協議。⑵開放性原則,能夠滿足各種網絡類型及接入設備的要求。⑶人性化原則,對結構體系不斷優化,并設計良好的人機界面。⑷數據互通原則,能夠與其他測試系統共享數據并不受其他因素的干擾。⑸安全原則,合理設置權限,并備份測試數據,保證測試系統及數據的安全性。⑹經濟原則,在科學的理念指導下用盡量少的錢做出最優質的平臺。

通過功能模塊化的設計,將無線網絡測試系統分解為各類獨立的子系統,可以更加靈活并為運營商提供更多的選擇。其中專業測試子系統-Pro是其中最為突出的,本詳細介紹。

專業測試子系統相對其他子系統,其功能最全面且最先進。通過該子系統的測試,運營商可以準確掌握網絡出現問題的原因,網絡運行的效果,并滿足網絡維護等各方面要求。

該系統的設計分為前端設計和后臺設計。前端設計是設計測試系統接收和采集數據的模塊。前端模塊可以測試基本的語音和采集數據業務,通過設計良好的人機界面(類似Microsoft Office布局),通過多種方式直接展現給現場操作人員各種測量到的數據,供操作人員判斷。按照之前的設計原則,前端設計有以下幾點需要滿足:⑴操作界面簡單易上手;⑵能夠支持目前國內外主流的網絡制式(例如GSM,GPRS等,包括各類2D,3D制式),通過功能模塊化的設計,能夠滿足不同用戶的個性化需求。⑶并能夠正確譯碼空中接口的采集數據。⑷能支持手機或PC等各類接收終端。⑸能夠適應不同的網絡制式且具備相應的展示功能。⑹能夠支持基站內數據導入和分析,并可以支持多數據表顯示。

后臺設計則是對前端采集到的測試數據進行后臺分析統計的模塊。盡管前端也具有一定的分析功能,但其主要功能是采集數據并進行一些簡單的分析,因此有必要設計后臺來對前端采集的數據進行優化分析處理,為網絡建設提供參考。

針對不同的網絡制式,后臺要進行個性化的計算分析,提供相應的分析報告。后臺內置了高效的數據顯示、分析和統計模塊、幫助客戶詳細了解網絡的運行特點、以及進行網絡診斷幫助客戶網絡維護,提高客戶的分析效率。后臺還能進行基于GIS模塊展現支持各類地理信息,滿足各種應用需求。同時,后臺通過良好的界面設計,可以完整展現分析和測試得到的各類運行參數。另外,后臺還能對基站小區內的信息進行自動化處理,幫助客戶直觀了解網絡的運行情況。

2 系統功能實現

測試平臺依據專業測試子系統-Pro后臺,進行創造性的再設計,通過各類測試前端采集網絡運行數據,并整合進客戶自行設計的功能性產品所產生的數據,將所有信息打通形成數據鏈,對運營商維護網絡運行提供基礎。

無線網絡測試平臺的設計特點在于設計中整合各子系統的重點模塊,應用相當廣泛,在滿足使用情況的同時縮減開發開支,并極大的方便系統維護和更新。

相比以往的無線網絡測試平臺通常局限于某種測試接口,不能滿足測試人員分析多個接口的需求,因此給無線網絡測試帶來了極大的阻礙,并降低了使用效率。該無線網絡測試平臺可以實現數據所有網絡共享和并行監控,從而幫助客戶發現和解決問題。

并且該無線網絡測試平臺還整合以往的實踐經驗,能夠智能判斷較基本問題并提出建議,并初步自動化分析故障,幫助提高測試效果。

無線網絡綜合測試平臺為無線網絡建設提供了新的視角。⑴可以集中化處理各類網絡運行中的問題;⑵進行各種數據的對比分析和有針對性的提供解決方案;⑶通過功能化的設計降低技術人員的使用門檻。

[參考文獻]

[1]程方,壬鵬.現代網絡測試技術發展綜述[J].重慶郵電大學學報.2008.57-60.

[2]唐興.移動通信技術的歷史及發展趨勢[J].旺西通信科技.2008(2):16-20.

第8篇

【關鍵詞】自主學習 交流平臺 C/S B/S

【中圖分類號】G642【文獻標識碼】A【文章編號】1006-9682(2009)11-0025-01

一、綜 述

通常,交流平臺包括服務器端與客戶端兩個部分。服務器端通常作為數據中心或業務中心為客戶端提供服務,而客戶端則直接與用戶交互。在早期的應用中,人們大都采用C/S架構構建交流平臺,后來,隨著用戶的增加、程序的升級等,這種架構暴露出來了一些問題(主要集中在程序的部署等方面),B/S架構的交流平臺便應運而生。

C/S(Client/Server)是一種分布式處理模式,應用程序的任務分別由客戶機和服務器共同分擔。客戶程序駐留在客戶機上,服務器處理程序則在網絡上的服務器端。這樣,一方面發揮了PC機的處理能力,另一方面減輕了服務器的負擔。它使得處理盡可能地向正在被處理的數據靠攏。C/S架構從客戶機到服務器被劃分為四層。

B/S(Browser/Server)架構即瀏覽器和服務器架構,是隨著互聯網技術的興起,對C/S結構的一種變化或者改進的架構。在這種架構下,用戶工作界面是通過WWW瀏覽器來實現,極少部分事務邏輯在前端(Browser)實現,但是主要事務邏輯在服務器端(Server)實現。這樣就大大簡化了客戶端電腦載荷,減輕了系統維護與升級的成本和工作量,降低了用戶的總體成本(TCO)。B/S系統的數據和程序放在服務器端,服務器有多層結構。服務器執行必要的計算,負責與數據庫的交互工作,并將結果發送給客戶??蛻舳酥恍钃碛袨g覽器即可十分容易地使用該系統,前端的瀏覽器不用維護,操作風格一致。B/S架構大體可以分為人機界面、業務規則、數據轉換、應用服務四層。

自主學習即在總體教學目標的宏觀調控下,學習者在教師的指導下,根據自身條件和需要自由地選擇學習目標、學習內容、學習方法,并通過自我調控的學習活動完成具體學習目標的學習模式。是一種學生把自己置于主人地位上的學習,學習積極性的根源在于學生內部學習動機,學生主動參與到學習活動中去,學習是高效的??梢哉f自主學習不僅能開發出學生潛在的能力,而且能激活、誘導出學生學習的積極性,養成良好的學習態度和學習習慣。“一切天賦和諾言都不如習慣更有力量”。

二、自主學習交流平臺構建

本文擬基于NET Framework,針對自主學習的含義及特點,結合B/S架構和C/S架構的優點,設計一款用于支持自主學習交流的教學輔助系統。

該系統采用典型的智能客戶端、Web服務器、數據庫服務器三層架構。在每個客戶端都有相關數據的緩存,用戶在使用本系統時,只需要安裝一個客戶端就可以進行所有的交流活動,包括用戶的申請注冊,登錄驗證,添加、瀏覽、修改、刪除主題等等??蛻舳嗽陧憫脩舨僮鲿r,通過調用Web Service與Web應用服務器進行交互,包括數據的獲取與同步等。另外,還有一個數據服務器,用于維持一個完整的數據庫,響應Web服務器的數據操作。

通過將本系統與現有的主題學習交流平臺進行比價,發現其具有以下優勢:

1.體現自主學習的特點

自主學習中問題化、開放性、整合性等特點在這里作為設計重點考慮的因素加以強調。系統中的內容按課程、主題、消息三個層次進行劃分,用戶被分成不同的角色(不再按老師和學習來劃分),只要擁有相應的權限都可以對學習主題進行維護(新增、修改、刪除等)。

2.易于部署和維護

采用ClickOnce等新的部署技術,系統自動進行更新,解決C/S架構軟件不易部署和維護的困難,避免產生組件共享帶來的問題。

3.支持離線操作

系統不必一直在線,離線也可以進行操作,這對網絡狀況不好或經常離線的用戶尤其有用。當系統檢測到用戶在線時,會在后臺對數據進行同步。

4.提供豐富的用戶體驗

這是胖客戶端軟件的優勢,本系統在界面設計上要達到與胖客戶端軟件相當的效果,通過充分利用NET Framework的資源與自定義的用戶控件,添加豐富的用戶提示,這一點實現起來是相當方便的。

5.快速的操作響應

用戶的每一個操作都能得到及時的響應,不能有明顯的延遲。系統中大量地用到了異步方法調用、多線程、事件等技術,讓用戶界面始終能夠快速響應用戶的操作。

6.具有高度的可擴展性

整個系統都采用了面向對象的設計思想和多種設計模式,提高了軟件的可復用性和可擴展性,為將來軟件的升級奠定了堅實的基礎。

三、總 結

交流平臺的架構劃分為C/S和B/S兩種類型,事實上軟件的架構所包含的內容十分復雜,涉及到軟件生命周期的各個階段。一個軟件具體采用什么架構不能一概而論,應該根據業務需要靈活規劃。本系統的架構基于一個假定的業務需求,旨在論證采用基于智能客戶端的架構實現一個交流平臺的可行性,通過實踐,找到可能存在的問題及相應的解決方案。當然,本論文解決的問題只是實際生產環境下問題的子集,但這卻不失為一個有益的嘗試。

參考文獻

1 駱紅波.基于C/S模式的信息技術考試系統的設計與實現:[碩士學位論文].長沙:國防科學大學,2005

第9篇

關鍵詞 Web3D;Flash3D;WebGL;編譯

中圖分類號TP39 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2013)102-0199-02

0引言

網絡3D化是當前互聯網發展的一個新趨勢,尤其是近幾年來移動互聯網的迅猛發展,推動了Web3D技術的革新。當前,在網絡上最流行和最被廣泛使用的3D技術是Flash3D技術。網上有很多流行的基于Flash的3D引擎,既有商用非開源的,也有免費開源的,沒有統一的標準。隨著網絡3D的發展,Flash適時地推出了新的3D技術——Stage3D。Stage3D不僅采用了最新的渲染技術——可編程渲染管線,而且支持GPU硬件加速技術。然而,Stage3D依然無法改變插件化這個事實。HTML5的出現,讓網絡3D去插件化得以實現。基于HTML5的WebGL技術,真正做到了無插件,只需瀏覽器,就可以展示3D模型,甚至是運行大型3D在線游戲。WebGL有望取代Flash的Web3D霸主地位,成為新一代的Web3D標準。

1 WebGL的優勢

WebGL是一項新興的Web前端技術,它是OpenGL和JavaScript的組合,在HTML5的canvas標簽上繪制和渲染3D模型。WebGL最大的優勢在于它無需插件,依靠瀏覽器,就能夠虛擬出三維世界。WebGL是開源免費的,并且是跨平臺,在開源社區的大力支持下,WebGL充滿著活力。WebGL是Web上的OpenGL,支持GPU硬件加速技術和可編程Shader,能夠高效輕松地渲染和展示3D高級特效。WebGL使用HTML5的canvas標簽作為內容的展示舞臺,能夠方便地嵌入網頁,實現了邏輯和UI的剝離。

2無損轉換器的設計與實現

Flash/Stage3D的編程實現語言是ActionScript3.0語言,而HTML5/WebGL的編程實現語言是JavaScript語言。這兩種編程語言都是基于ECMAScript的編程語言。ECMAScript是一種ECMA-262標準化的腳本程序設計語言,在萬維網上被廣泛使用。因而,ActionScript3.0和JavaScript是同宗同源的,ActionScript3.0翻譯轉換成JavaScript是完全可行的。圖1是本轉換器的基本架構圖。

2.1文法分析

2.2 LL(1)分析器

我們采用自上而下的語法分析方法,對任何輸入串,試圖用一切可能的方法,從文法開始符號出發,自上而下地為輸入串建立一顆語法樹。

LL (1) 分析器的核心成員將包含產生式,掃描器,終結符,非終結符。一個標準的BNF產生式,其形式如:rule::=expression ,其中rule為產生式的名稱,而expression則是這個產生式的具體表現,Rule表示產生式的名稱,Expression中存儲著具體表現的所有單詞。終結符是任意單詞串(即不包含空格的)的集合,在一個文法中,終結符只可能出現在任意產生式的右側,即Expression中。而非終結符為所有在文法產生式左邊出現的符號,即所有的可能的Rule。在分析過程中,若遇到非終結符,則意味著將進行新的規約。掃描器為特殊的產生式,它的Rule必定是一個終結符,而它的Expression則為一個正則表達式。掃描器的作用則是當分析器在規約到一個終結符時,為了判斷這個字符串是否匹配,那么通過掃描器就可以完成,任意字符串都會通過正則表達式來判斷是否匹配。

通過LL(1)分析器的分析,將產生三個符號集合:First集合、Follow集合、Select集合。First集合是任意一個記號最后代表的串中可能在第一個出現的終結符,或者是空串ε。Follow集合是為任意一個記號最后代表的串之后第一個出現的可能的終結符,或者是開始符號。Select集合是一個表格,用來在任意符號遇到任意終結符的時選擇不同的產生式。這些符號將在接下來的上下文處理中得到進一步的分析處理,為最終的翻譯映射做鋪墊。

2.3 上下文相關分析

在文法構造過程,ActionScript3.0的文法包括包文法、類文法、塊文法3種。這里的上下文處理指的就是ActionScript3.0文件結構的上下文,我們設計了一個類ASContext來表示這個上下文。ASContext有四個主要的屬性:Imports、Predefs、CurrentClass、CurrentFunc。其中,Imports用來保存當前正在分析的Import引用,Predefs用來保存當前分析的預定義,CurrentClass表示當前正在分析的類,而CurrentFunc表示當前正在分析的方法。

上下文相關處理的具體分析如下:

在文件塊中,若遇到包塊文法的開始,ASContext記錄下包塊的信息。若遇到包外類的定義,則將CurrentClass設置為此外部類,同時將包外類加入包外類的集合。同時,將所有的Imports和Predefs保存到CurrentClass,并清空這兩個集合。

在包塊中,若遇到類定義,則將CurrentClass定義為此類,并將包內類設置為此類。同時,將所有的Imports和Predefs保存到當前類,并清空這兩個集合。

在上述兩者中,若遇到引用和預定義,則在Imports和Predefs中加入匹配得到的引用和預定義。

在類塊中,遇到任意方法定義,則根據前方的限定修飾符將方法的公開性設置,設置方法同屬性定義。而靜態方法的處理方式也與屬性一樣。只是此時將CurrentFunc設置為當前函數,可以將所有的函數內定義變量進行處理。

由于函數內變量的提升,在進行塊級分析的時候,會將讀到所有的變量定義加入一個特殊的序列,此序列存儲當前函數的所有臨時變量。其他的語句則會被按正常序列加入當前的函數。

當分析完成后,上下文對象ASContext保存了一個ActionScript3.0文件的所用信息了。接下來就要進行真正的映射翻譯,得到目標代碼的中間代碼。

2.4 映射翻譯

由于ActionScript3.0語言是面向對象(OO)的語言,而JavaScript是解釋型語言,非OO語言。然而,JavaScript是函數型語言,簡單的說,它的函數即可作為對象來使用,像Java語言一樣,它的根對象是Object對象,所有的對象都繼承自Object。所以,JavaScript完全可以模擬面向對象。Flash程序需要用到Stage3D庫,然而由于Stage3D庫是采用自然語言編寫的,本轉換器無法轉換。我們必須對Stage3D庫進行對應的JavaScript面向對象模擬化實現。最后,將中間代碼生成目標代碼。至此,ActionScript3.0語言就被成功翻譯成了JavaScript語言了。

4 結論與展望

本論文設計實現了將一門高級語言翻譯成另一門高級語言的計算機語言轉換器。本轉換器已經實現基本的轉換功能,然而要將Flash項目完整地轉換成WebGL項目,目前還無法成功做到。并且,由于flash內置函數庫過于龐大,因而翻譯的JavaScript文件通常會遇到一些JavaScript所沒有的類型或者函數,這將使得翻譯完成的代碼終止運行。要避免這樣的情況發生,就必須對原有flash的所有庫函數進行JavaScript化,這是未來需要完成的任務之一。

WebGL是一項正在發展的新技術,如果能將現有的Flash代碼無損地轉換成WebGL代碼,必將推動WebGL的發展前景。

參考文獻

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[2]Upadhyaya, M.Engg, J.“Simple calculator compiler using Lex and YACC”.[J] Electronics Computer Technology (ICECT) on International Conference 2011 3rd. v(6) p182-187.

第10篇

【關鍵詞】碼垛機器人 受力分析 優化

一、前言

日本早在二十世紀70年代已開始將碼垛機器人用于其工業制造。如今,國際上在碼垛領域較為出色的包括日本FANUC,德國的KUKA以及瑞士ABB等,他們對CAD\CAE\FAE等計算機輔助技術的運用已經相當成熟,為客戶帶來的是機器人自動化生產線成套裝備解決方案。而在我國,目前碼垛機器人還未成產業,國內多數廠家仍處于自主研發、或小批量成產的初步階段,面臨的問題包括:生產力落后,產品通用性不高以及產品的可靠性較低等。而這些問題最終都歸結到國內的機器人設計手段較落后這一根本原因。要縮小與國外同行的差距,重中之重就是要提高設計能力。本文碼垛機器人手臂在設計中使用SolidWorks三維建模以及使用其Simulation模塊進行有限元分析,并對零件結構進行優化,以此彰顯CAD\CAE技術在機械設計中的重要性。

二、建模和分析前準備

三維建模是進行計算機輔助分析的第一步。首先按照設計尺寸在SolidWorks上進行草圖繪制、拉伸等在維建模操作,碼垛機器人手臂為焊接組合件,在此把模型簡化成一體化的實體模型,以利于接下來的分析和優化。三維模型完成后進入Simulation模塊,新建新算例,按照要求進行網格劃分。

三、有限元分析及優化

有了前面的準備工作,要模擬碼垛機器人極限位姿下的實際加減速運行狀況(如無特殊說明,本文所描述的手臂分析狀態皆為碼垛機器人的加減速階段),首先將定義材料為Q235-A。然后對手臂的末端添加符合運行情況的邊界約束條件,對手臂的前端添加兩部分載荷,一部分為碼垛機器人前部及負載所產生的載荷;另一部分為碼垛機器人的加減速階段,在加速度條件下等效的慣性載荷。最后,在運算結果中添加應力分析及位移分析。運行算例后,得到圖1及圖2的分析結果。

圖1.碼垛機器人手臂 圖2. 碼垛機器人手臂

應力分析圖 位移分析圖

由圖1可見,在碼垛機器人作加減速動作時,最大應力發生在方鋼與手臂末端的接合處,應力值為120MPa。而Q235材料的屈服強度為235MPa左右,故安全系數為1.95,并未達到設計的預期值。由圖2可見,加減速狀態時碼垛機器人手臂越靠近手臂末端,位移值最大,達到4.663mm,這個位移值偏離設計要求,如果不給予優化,將導致碼垛機器人運行時產生較嚴重的振動,影響機器整體性能。

為解決上面的問題,較直接的方法是滿足設計要求的前提下,修改手臂相應的結構和焊接形式。首先,在碼垛機器人手臂前端,增加手臂前端方鋼的壁厚,使方鋼與焊接件的結合處過渡得更平滑,增加兩軸承孔間的跨距。然后,在碼垛機器人的末端,在兩個板的中間處,增加加強筋,同時確保此加強筋在整個工作空間運行時不會與其他零部件發生干涉。此加強筋的作用是,增加影響發生位移的兩板之間的剛性聯結,減小位移變形的發生。采取這些措施后,在同樣的條件下再次運行算例進行分析。

優化后的最大應力只有68MPa,安全系數符合設計要求,位移變形雖然仍然是越接近手臂末端,位移值越大,但是最值已減少到1.749mm,這對于碼垛機器人的實際碼垛工況,是可以接受的。如表1中所示,進行有限元分析后,優化前與優化后的對比,有力的證明了有限元分析及優化對傳統設計的幫助是很大的。

表1 優化前和優化后的分析對比

項目 優化前 優化后

應力最大值 120MPa 68MPa

位移最大值 4.663mm 1.749mm

四、結語

實踐證明,只是單純采用傳統設計以及經驗設計,在這種新型的重載荷和高速度運行的機械結構設計上,也只能是摸著石頭過河。本文用簡單地實例證明了SolidWorks以及其Simulation模塊在有限元分析及優化上,有著極大的開發潛力。使設計者能在試制試產前能提前發現問題,解決問題。這直接降低了產品的研發成本,縮短了產品周期,節省了大量的人力物力。要縮短國內與國外同行的差距,最重要的就是要解決設計手段上的差距,這就需要研發人員不斷提高CAD/CAE的應用能力。

參考文獻:

[1]謝莉. 斜流泵結構強度及振動特性分析. CAD/CAM與制造業信息化. 2010:23-24.

第11篇

關鍵詞:變電站;自動化監測系統;SQL SERVER2000

中圖分類號:TP311.52 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9599 (2012) 11-0000-02

隨著我國經濟的高速發展,電壓等級和電網的規模日益增加,特別是隨著計算機技術和通訊技術的飛速發展,為變電站自動化技術提供了相應的理論基礎。變電站自動化監測系統為變電站和電網中一些問題的解決提供新的思路和解決方案,開拓和推動電力系統自動化技術的發展。

一、相關技術介紹

本文采用基于JAVA編程語言和SQL SERVER 2000數據庫來進行變電站自動化監測系統的設計與實現。SQL SERVER 2000數據庫充分地吸取了SQL SERVER7.0數據庫的成功經驗,并結合最新的計算機成果,很好地考慮了數據庫應用背景的變化。SQL SERVER 2000數據庫要實現的主要功能,包括三個方面:(1) 信息的統計、匯總等;(2) 信息的修改、添加和刪除;(3) 信息瀏覽和查詢。

本文采用模型-視圖-控制結構(MVC),模型-視圖-控制結構(MVC)是交互式應用程序廣泛使用的一種體系結構,它有效地在存儲和展示數據的對象中區分功能模塊以降低它們之間的連接度。

JSP是Java Server Pages的縮寫,是由SUN公司倡導,許多公司參與,于1999年推出的一種動態網頁標準。JSP以Java技術為基礎,具有動態頁面與靜態頁面分離,能夠脫離軟件平臺的束縛和編譯后運行等優點,克服了ASP腳本級執行的缺點,因而逐漸成為Internet上的主流開發工具。

二、系統功能需求分析

變電站自動化監測系統架構圖如圖1所示。

\ 變電站自動化監測系統可以分為以下三個部分(1)前端監控點。前端監控點主要由視頻服務器、攝像機(含快速球形攝像機等)、等主要設備組成。主要完成音、視頻信號采集、視頻信號處理和報警信號及環境量采集和控制工作。(2)傳輸網絡。對于變電站自動化監測系統采用以太網傳輸方式:各變電站到監控中心的信道直接為以太網接口,光纖或微波傳輸設備直接提供以太網接口,各變電站的圖像數據信號經過各級交換機、路由器和HUB上傳至監控中心。(3)監控中心。主要由視頻監控系統服務器、圖像存儲系統、監控客戶終端等組成。主要完成現場圖像接收和顯示,用戶登錄管理和權限管理,攝像機和云臺的控制,視頻圖像的存儲、檢索、回放、備份等。

三、系統功能實現

(一)實時數據采集及處理功能

通過間隔單元,變電站自動化檢測系統采集來自CT、PT、配電裝置保護、直流系統、所用電系統等生產過程的模擬量、數字量、脈沖量及溫度量等,對所采集的輸入量進行數字濾波、有效性檢查、工程轉換、故障判斷、信號接點抖動消除、電度計算等加工,從而產生可供使用的電流、電壓、有功功率、無功功率、電度、功率因數等各種實時數據,供數據庫更新。

(二)圖形處理功能

變電站自動化檢測系統人機系統畫面所顯示的圖形可以無級嵌套縮放、平移;當圖形太大時,導航功能可以快速定位到某一點。回放功能可以以事件記錄作為觸發條件,去顯示歷史某一時刻的工況及狀態。與工業電視(攝像)圖像系統的鏈接,使無人操作變電站的功能得到了進一步的加強。

系統使用界面如圖2所示。

\ 由圖2可知,系統功能齊全,集成度高,具有動態IP功能;企業內部的所有電腦都可以看到圖像,只要獲得授權密碼;公司領導出差在外時可以通過Internet觀看視頻圖像;E-KAM網絡攝像機可外接多型號的探測器,進行監控探測;全嵌入式硬件前端設備,不需要員工懂得或操作電腦上網,實現免維護;支持多種動態域名解析功能;可在本地端或遠程端由網站提供的升級軟件自行更新,在網絡上就可以完成升級任務。

四、結束語

通過參考國內的CSC2000變電站綜合自動化系統、BSJ-2200變電站計算機監控系統和RCS-9600變電站綜合自動化系統,本文采用基于JAVA編程語言和SQL SERVER 2000數據庫來進行變電站自動化監測系統的設計與實現。采用系統論的方法,構建了一個在變電站監測方面穩定、可靠、安全的系統,在數據分析上具有更好的科學性、高效性與智能性。

參考文獻:

[1]孫毅.用VB, Matlab, SQL Server實現大氣污染監測數據的判別分析[D].遼寧師范大學,2007

[2]王凱.大型鋼廠能耗數據實時監測及查詢系統[D].北京交通大學,2008

[3]馬少平.變電站在線監測系統GPRS遠程終端的設計與實現[D].國防科學技術大學,2005

第12篇

1.1 數學原理

GPS 信號跟蹤是利用捕獲到的粗略碼相位和載波多普勒頻移實現本地信號與輸入信號的準確同步,從而提取出導航電文。其數學原理[4]97 如下:單顆GPS 衛星信號經濾波、下變頻、A/D 轉換后得到數字中頻信號,其數學模型。

1.2.1 碼跟蹤環路

碼跟蹤環路用于保證精確對準輸入信號C/A 碼的位置。通常使用一種延遲鎖相環DLL(delay locked loop),也稱碼超前-滯后跟蹤環路。在該環路中,偽碼發生器產生超前(E)、即時(P)和滯后(L)3 路信號,它們各相差0.5 個C/A 碼元,分別與去載波后的輸入信號進行相關, 通過觀測這3 路相關值來判斷本地C/A 碼的前后移動。為了降低跟蹤環路對本地載波相位對準程度的要求,碼環通常設計成I、Q 兩路正交形式[4]97. 1)相干鑒相器(IE-IL)是最簡單的碼鑒相器,無需Q 支路,但對載波環路要求很高。 1.2.2 載波跟蹤環路

載波環使用一種對180°相位跳變不敏感的Costas 環來保證對輸入信號載波相位的精確跟蹤。

1.3 二階鎖相環

DLL 環和Costas 環都可以用一個線性的相位鎖定環路模型[6]134-137 來分析其性能。該模型即二階鎖相環。

由上述分析可知:設定環路的BL,ζ 和增益k0kd這3 個參數即可得到環路的傳遞函數,進而得到整個環路信息。

2 算法實現與分析

2.1 環路參數對跟蹤效果的影響

為分析環路參數對跟蹤效果的影響,必須用特定的GPS信號跟蹤仿真。為簡化程序,在Matlab 環境下對單顆GPS 衛星中頻信號進行仿真。設置中頻信號頻率f=4.309 MHz,采樣率fs=12 MHz,仿真信號的C/A 碼相位、載波多普勒偏移、信噪比都為可設參數。由于環路增益k0kd對跟蹤效果的影響并不復雜,這里只討論阻尼因子ζ 和噪聲帶寬BL對跟蹤效果的影響。

2.1.1 阻尼因子ζ 對跟蹤效果影響

阻尼因子ζ 決定鎖相環到達最終穩態值的速度,ζ 值越小,鎖相環到達穩態值的速度越快,但同時鎖定過程中的超調量也越大。設定初始輸入相位誤差為60°, 在不同的ζ 值下,二階鎖相環鑒相器輸出如圖4 所示。由仿真結果可知,ζ值取0.7 時,環路很快到達穩態值時間,同時超調量又不大,為環路設計的合適值。 噪聲帶寬BL決定鎖相環內所能容納的噪聲量, 同時也能影響環路的動態性能。載波環開始工作時,初始頻率為捕獲階段給出的頻率值, 這與實際信號的頻率有一定的偏差,鎖相環會逐漸地鎖定真實頻率。設定GPS 仿真信號的頻率為4 312 272 Hz,捕獲到的頻率為4 312 300 Hz,存在-28 Hz 的偏差,在不同的BL下進行仿真。

2.2 實際信號的跟蹤

由上述分析可知,鎖相環的阻尼因子和環路噪聲帶寬對跟蹤都有影響。在對實際GPS 信號進行跟蹤的過程中需要不斷調節碼環與載波環的參數值,以確定合適的環路參數。這里設計合適的載波環與碼環,用實際采集的GPS 信號對所設計的環路跟蹤效果進行驗證。跟蹤后I、Q 兩路在某段時間輸出。

環路設計中,DLL 和Costas 環鑒相器分別選擇非相關歸一化和反正切形式。

3 結論

本文論述GPS 軟件接收機跟蹤環路的設計。首先比較載波環與碼環不同鑒相器的計算量以及性能, 然后在不同的阻尼因子ζ和噪聲帶寬BL參數值下對鎖相環的跟蹤效果進行仿真比較, 最后選擇了一組鑒相器并設計合適的環路參數對實際的GPS 信號進行跟蹤,跟蹤結果驗證了所設計環路的有效性。用DSP 實現實時的GPS 軟件接收機[7]是本文的后續工作。

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[2] 鮑雍榮。GPS 軟件接收機的C++/Matlab 實現[D].上海:上海交通大學,2007.

[3] 唐康華,吳美平,胡小平?;谏漕l前端的GPS 軟件接收機設計與驗證[J].中國慣性技術學報,2007,15(1):51-54.

[4] Kai Borre,Dennis M Akos,Nicolaj Bertelsen,et al.A softwaredefinedGPS and galileo receiver (A single -frequency approach)[M]. Boston.Basel.Berlin,2006.

[5] Kaplan E D,Hegarty C J.GPS 原理與應用[M].寇艷紅,譯。北京:電子工業出版社,2007.