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哈工程-新型舷侧防护结构形式抗冲击性能研究

新型舷侧防护结构形式抗冲击性能研究

郭绍静，冯麟涵，朱枫，刘世明

（哈尔滨工程大学船舶工程学院，黑龙江哈尔滨，150001）

摘要：舰船舷侧防护结构能够有效的保护舰船内部的重要设备，是舰船生命力的重要保证。横隔板的结构形式对于冲击波的传递有一定的影响。基于此，应用国际上通用的大型有限元程序ABAQUS中的流固耦合算法，研究探讨三种新型横隔板结构形式对舰船舷侧抗爆抗冲击性能的影响，旨在为舰船舷侧防护结构的应用与发展提供参考。

关键词：舷侧防护；抗冲击性能；数值模拟

1引言

舰船舷侧防护结构作为各种水面舰船抵御各种战术武器攻击的有效手段，一直以来受到各个国家的重视。尤其是舰船内部的各种动力设备、电力设备、武器装备是舰船安全性和战斗力的有效保证，典型防护结构的设置能够对上述设备起到有效的保护作用。并且，大型水面舰船比一般驱护舰更加复杂，造价极高，其作战能力与防护能力尤为重要，直接影响到战役的成败。为了提高其抗爆抗冲击能力，特别是在遭到敌方攻击条件下的生存能力，有效地抵御各种战术武器的攻击，保证舰艇在受到各种武器攻击条件下所产生的破损或毁伤程度被控制在允许的状态和范围内，通常在舷侧设置多层防护结构。且大型水面舰船因其特殊的作战使命而不同于一般的驱护舰，大型水面舰船结构及其抗冲击性能也与其它舰艇不同。为此，研究大型水面舰船结构的抗爆抗冲击性能对评估其安全性有十分重要的意义[1-5]。

2 舰船舷侧防护冲击环境

2.1 舷侧防护设计思想

舰船舷侧防护结构一直以来都是舰船装甲防护的重点，根据二战时日军水面舰船在实战中的损伤情况统计资料，吉田隆讨论了双层防雷舱的破损问题。舷侧典型防护结构其主要的设计思想为第一层为空舱，给遭受爆炸载荷时的外板提供变形的空间，从而迅速衰减爆炸冲击波的压力；第二层舱室一般为液舱，使鱼雷或导弹的爆炸破片和外板破裂的二次破片在高速穿入液舱后速度迅速衰减；第三层舱室又为空舱，以再次阻隔爆炸冲击波对内层防御主纵舱壁的破坏作用[6-7]。图1给出了典型舷侧防护结构示意图。

烈性炸药爆炸所产生的水下冲击波与流体静压力相叠加，在某一个固定的点上压力变化过程在一开始瞬时压力增加到峰值压力m P ，随后即衰减。

压力峰值和衰减常数都取决于装药量和被测点与爆心间的距离。对于TNT 炸药，m P 和θ可以按下式近似地给出：

1.13

1/353.3m W P R ??

=? ?

（MPa ）（1）

1/351/3

0.238.410()W W

θ--=?（s ）（2）2.4流固耦合

水下爆炸的破坏力取决于一系列的因素，这些因素既与流体中的压力波有关，也与结构的性质有关。为了精确地计算流体与结构的动态相互作用，有效地对舰船水下冲击环境的物理场进行数值仿真，需要将连续区域离散成单元和节点并对流体与结构分别使用不同的空间坐标定义方法。

在各种流体—结构的耦合解法中，ALE （Arbitrary Lagrange Euler ）法是求解效率较高的一种：它在流固界面处定义一ALE 面，Euler 网格随着结构的变形而移动。在此过程中，一方面，Euler 材料流动引起的压力载荷通过耦合算法自动作用到结构的有限元网格上，在这种压力作用下，结构的有限元网格将发生变形，结构的变形反过来也影响Euler 材料的流动和压力值，这种结构变形和流体载荷间的相互影响就是完全耦合的流体——结构响应。2.5应力波在结构中传播

在水下爆炸冲击环境中，船体结构的湿表面受到冲击波的压力载荷，产生应力波自下而上地传播。而这种冲击载荷作用时间非常短，当物体的局部位置受到冲击时，这种扰动就会逐渐传播到未扰动的区域去，这种现象称为应力波的传播。如果在介质的某个地方突然产生一种状态的扰动，比如杆端受到冲击，该处应力突然升高，与周围介质之间产生了压力差，这种压力差将导致周围介质质点投入运动，处于运动的质点微团的前进，进一步把动量传递给后继的质点微团并使后者变形，就形成了应力波。这是一种稀疏波，在连续介质中的传播速度为：

c =

（3）其中：E 是介质材料的弹性模量，ρ为介质材料密度。

应力波在介质中传播时，如果遇到空隙、不同的介质或边界，它就会产生折射和反射，从而产生波与波的聚焦作用，可能产生高应力区，诱发材料的破损。为了不使计算中漏掉这样的危险点，必须保证每一个时间步长内应力波不会越过两个单元。一般认为时间步长t ?应满足

()cr t k t ?≤?? （4）

cr L

t c

（5）其中

为最小网格单元尺寸，c 为材料中的声速，k 是小于1的系数。

3新型舷侧防护结构数值仿真研究3.1计算模型

本文基于某大型水面舰船典型舱段进行数值仿真研究。由初步分析可知，横隔板的结构形式对冲击波的传递有一定的影响。本文通过改变外空舱横隔板的连接形式，分析研究各种结构形式对舷侧结构抗爆抗冲击性能的影响。图2为典型舱段模型及流场示意图。

图2 典型舱段模型及流场示意图

本文共设计了双Y形、菱形、半圆管形三种新型横隔板结构模型。其结构简图如图3～图5所示。

''00//σσσεεε==， (6)

式中0σ及0ε分别为应力相对值及塑性变形相对值，σ及ε分别为不同结构形式的横隔板应力值及塑性变形值，'σ及'ε分别为普通横隔板的应力值及塑性变形值。

表1主要纵壁应力相对值

Mises 应力

工况

水舱外板Mises 应力

水舱内板Mises 应力

防御纵壁Mises 应力

双Y 形横隔板0.940.930.93菱形横隔板0.960.940.94半圆形横隔板0.940.920.92普通横隔板1

表2主要纵壁塑性变形相对值

塑性应变

工况

水舱外板塑性变形

水舱内板塑性变形

防御纵壁塑性变形

双Y 形横隔板

0.950.940.93菱形横隔板

0.970.960.96半圆形横隔板

0.950.930.93普通横隔板

111由分析可知，三种横隔板结构都在不同程度提高了原横隔板的吸能效果，各纵壁的响应减少了5%~10%。其中半圆形横隔板和双Y 形横隔板的吸能效果比较显著，菱形横隔板的吸能能力较前两者低。

为更好的描述新型结构吸能的情况，引入吸能密度概念。吸能密度可以衡量一种结构的吸能能力，它是指单位体积的结构材料吸收的能量。现将四种结构的吸能密度列于表3。

表3各横隔板结构吸能密度比较

横隔板结构形式普通隔板双Y 形隔板

菱形隔板半圆形隔板

结构变形/(MJ )0.150.410.400.45结构体积（3m ）0.250.610.600.67吸能密度（3MJ/m ）

0.61

0.674

0.66

0.67

由表4-7-3可以看出，虽然新结构的吸能能力比原结构有明显的提高，但其代价表现在结构重量上的增加，另外横隔板的加工难度也是一个不容忽视的问题，因此在工程上运用到以上几种结构时，安全性、经济型与工艺性三个问题需要综合考虑，建议采用半圆形隔板。

4结语

本文基于ABAQUS中的流固耦合算法，研究三种新型横隔板结构形式对舰船舷侧抗爆抗冲击性能的影响，得到的主要结论如下：

（1）三种横隔板结构都在不同程度提高了原横隔板的吸能效果，各纵壁的响应减少了5%~10%。

（2）半圆形横隔板和双Y形横隔板的吸能效果比较显著，菱形横隔板的吸能能力较前两者低。

（3）在工程应用中，需综合考虑安全性、经济型与工艺性等因素对结构形式进行选择。

参考文献

[1]吴有生，彭兴宁，赵本立.爆炸载荷作用下舰船板架的变形与破损[J].中国造船，1995（4）：55～61.

[2]朱锡、张振华等. 水面舰艇舷侧防雷舱结构模型抗爆试验研究[J].爆炸与冲击，2004，24（2）：134～139.

[3]浦金云等.舰船生命力[M].北京：海潮出版社，2001.

[4]张振华，朱锡，冯刚等.船舶在远场水下爆炸载荷作用下动态响应的数值计算方法[J].中国造船，2003，44（4）：36-42.

[5]张振华，朱锡，白雪飞. 水下爆炸冲击波的数值模拟研究[J]. 爆炸与冲击. 2002，24（2）：182-18.

[6]吉田隆. 二次世界大战初期日本海军舰船在炸弹攻击下的损伤实例分析.船の科学，1990，（5）：70～81.

[7]韩上谷译. 二次世界大战中日本万吨级军舰对抗水中爆炸的防御结构[J]. 船の科学，1975，28（10）：77～94.

电力系统自动化试卷及思考题答案2014年(华北电力大学)

1.那些实验是在EMS平台下进行？那些实验是在DTS平台下进行？ EMS：1）电力系统有功功率分布及分析；2）电力系统无功功率分布及分析；3）电力系统综合调压措施分析；4）电力系统有功-频率分布；5）电力系统潮流控制分析；6）电力系统对称故障计算及分析；7）电力系统不对称故障及计算分析 DTS：1）电力系统继电保护动作特性分析；2）电力系统稳定性计算及分析；3）电力系统继电保护动作情况与系统稳定性关系分析 2.欲调节电压幅值，调有功P有效还是无功Q有效？为什么？ 1）电压对无功变化更敏感，有功虽然对电压也有影响但是比较小 2）只考虑电压降落的纵分量：△U=(PR+QX)/U，从公式看出，电压降落跟有功P和无功Q 都有关系，只不过在高压输电系统中，电抗X>>R，这样，QX在△U的分量更大，调节电压幅值就是在调节无功。 3.重合闸有什么好处？若电气故障设为三相短路，故障分别持续t1和t2时长，则两个实验结果有什么不同？重合闸好处：1）在线路发生暂时性故障时，迅速恢复供电，从而提高供电可靠性；2）对于有双侧电源的高压输电线路，可以提高系统并列运行的稳定性，从而提高线路的输送容量；3）可以纠正由于断路器机构不良，或继电器误动作引起的误跳闸故障延时长的接地距离一段动作次数，相间距离一段动作次数，三相跳开次数比故障延时短的多，开关三相跳开的次数多。 4,.以实验为例，举例说明继电保护对暂态稳定的影响？实验八中，实验项目一体现出选保护具有选择性，当其故障范围内出现故障时，有相应的断路器动作跳闸。实验项目二体现出保护是相互配合的。当本段拒动时，由上一级出口动作跳闸。实验项目三做的是自动重合闸的“前加速”和“后加速”保护。继电保护快速切除故障和自动重合闸装置就是使故障对系统的影响降到最低，尽早的将故障切除能避免故障电流对设备的冲击减小对系统的扰动，有利于暂态稳定的实现。 5.·在电力系统潮流控制分析试验中，可以通过改变发电机的无功进行潮流调整，也可以通过改变发电机所连升压变压器的分接头进行潮流调整，实验过程中这两项调整对发电机的设置有何不同？为什么？改变发电机无功：设置发电机无功时以10MV AR增长。不能保证发电机有功功率和发电机电压恒定，他们可能会随着无功功率的改变有微小的变化。改变变压器分接头：设置此时发电机相当于一个PV节点，即恒定的有功P和不变的电压U。原因：发电机是无功电源，也是有功电源，是电能发生元件；变压器是电能转换元件，不产生功率。 7在实验中考虑了哪些调压措施？若某节点电压（kv）/无功……电压升高3kv，则应补偿多少电容？【实验】调节发电机端电压（调节有功，调节无功），调整变压器分接头【百度】电力系统的调压措施主要有： 1靠调节发电机机端电压调压 2靠改变变压器分接头调压 3靠无功补偿调压 4靠线路串连电容改变线路参数调压我的实验灵敏度系数为0.075，所以若电压升高3kv，应补偿3/0.075=40Mvar的电容 8在调频实验中。对单机单负荷系统，若发电机的额定功率……频率怎么变化？当负荷功率大于发电机功率的额定功率…… 通过K=△p/△f来判断f如何变化 9、几个实验步骤实验九试探法求故障切除实验的实验步骤

数字信号处理基础实验指导书

《数字信号处理》实验指导书光电工程学院二○○九年十月

实验一离散时间信号分析一、实验目的 1．掌握各种常用的序列，理解其数学表达式和波形表示。 2．掌握在计算机中生成及绘制数字信号波形的方法。 3．掌握序列的相加、相乘、移位、反转等基本运算及计算机实现与作用。 4．掌握线性卷积软件实现的方法。 5．掌握计算机的使用方法和常用系统软件及应用软件的使用。 6．通过编程，上机调试程序，进一步增强使用计算机解决问题的能力。二、实验原理 1．序列的基本概念离散时间信号在数学上可用时间序列来表示，其中代表序列的第n个数字，n代表时间的序列，n的取值范围为的整数，n取其它值没有意义。离散时间信号可以是由模拟信号通过采样得到，例如对模拟信号进行等间隔采样，采样间隔为T，得到一个有序的数字序列就是离散时间信号，简称序列。 2．常用序列常用序列有：单位脉冲序列（单位抽样）、单位阶跃序列、矩形序列、实指数序列、复指数序列、正弦型序列等。 3．序列的基本运算序列的运算包括移位、反转、和、积、标乘、累加、差分运算等。 4．序列的卷积运算上式的运算关系称为卷积运算，式中代表两个序列卷积运算。两个序列的卷积是一个序列与另一个序列反褶后逐次移位乘积之和，故称为离散卷积，也称两序列的线性卷积。其计算的过程包括以下4个步骤。（1）反褶：先将和的变量换成，变成和，再将以纵轴为对称轴反褶成。（2）移位：将移位，得。当为正数时，右移位；当为负数时，左

移位。（3）相乘：将和的对应点值相乘。（4）求和：将以上所有对应点的乘积累加起来，即得。三、主要实验仪器及材料微型计算机、Matlab软件6.5或更高版本。四、实验内容 1．知识准备认真复习以上基础理论，理解本实验所用到的实验原理。 2．离散时间信号（序列）的产生利用MATLAB或C语言编程产生和绘制下列有限长序列：（1）单位脉冲序列（2）单位阶跃序列（3）矩形序列（4）正弦型序列（5）任意序列 3．序列的运算利用MATLAB编程完成上述两序列的移位、反转、加法、乘法等运算，并绘制运算后序列的波形。 4．卷积运算利用MATLAB编制一个计算两个序列线性卷积的通用程序，计算上述两序列，并绘制卷积后序列的波形。 5．上机调试并打印或记录实验结果。 6．完成实验报告。五、实验报告要求 1. 简述实验原理及目的。 2. 给出上述序列的实验结果。 3. 列出计算卷积的公式，画出程序框图，并列出实验程序清单（可略）（包括必要的程序说明）。 4. 记录调试运行情况及所遇问题的解决方法。 5. 给出实验结果，并对结果做出分析。 6. 简要回答思考题。 1 如何产生方波信号序列和锯齿波信号序列? 2 实验中所产生的正弦序列的频率是多少?是否是周期序列?

数字信号处理实验一

一、实验目的 1. 通过本次实验回忆并熟悉MATLAB这个软件。 2. 通过本次实验学会如何利用MATLAB进行序列的简单运算。 3. 通过本次实验深刻理解理论课上的数字信号处理的一个常见方法——对时刻n的样本附近的一些样本求平均，产生所需的输出信号。 3. 通过振幅调制信号的产生来理解载波信号与调制信号之间的关系。二、实验内容 1. 编写程序在MATLAB中实现从被加性噪声污染的信号中移除噪声的算法，本次试验采用三点滑动平均算法，可直接输入程序P1.5。 2. 通过运行程序得出的结果回答习题Q1.31-Q1.33的问题，加深对算法思想的理解。 3. 编写程序在MATLAB中实现振幅调制信号产生的算法，可直接输入程序P1.6。 4. 通过运行程序得出的结果回答习题Q1.34-Q1.35的问题，加深对算法思想的理解。三、主要算法与程序 1. 三点滑动平均算法的核心程序： %程序P1.5 %通过平均的信号平滑 clf; R=51; d=0.8*(rand(R,1)-0.5);%产生随噪声 m=0:R-1; s=2*m.*(0.9.^m);%产生为污染的信号 x=s+d';%产生被噪音污染的信号 subplot(2,1,1); plot(m,d','r-',m,s,'g--',m,x,'b-.');

xlabel('时间序号n');ylabel('振幅'); legend('d[n]','s[n]','x[n]'); x1=[0 0 x];x2=[0 x 0];x3=[x 0 0]; y=(x1+x2+x3)/3; subplot(2,1,2); plot(m,y(2:R+1),'r-',m,s,'g--'); legend('y[n]','s[n]'); xlabel('时间序号n');ylabel('振幅'); 2. 振幅调制信号的产生核心程序：（由于要几个结果，因此利用subplot函数画图） %程序P1.6 %振幅调制信号的产生 n=0:100; m=0.1;fH=0.1;fL=0.01; m1=0.3;fH1=0.3;fL1=0.03; xH=sin(2*pi*fH*n); xL=sin(2*pi*fL*n); y=(1+m*xL).*xH; xH1=sin(2*pi*fH1*n); xL1=sin(2*pi*fL1*n); y1=(1+m1*xL).*xH; y2=(1+m*xL).*xH1; y3=(1+m*xL1).*xH; subplot(2,2,1); stem(n,y); grid; xlabel('时间序号n');ylabel('振幅');title('m=0.1;fH=0.1;fL=0.01;'); subplot(2,2,2); stem(n,y1); grid; xlabel('时间序号n');ylabel('振幅');title('m=0.3;fH=0.1;fL=0.01;'); subplot(2,2,3); stem(n,y2); grid; xlabel('时间序号n');ylabel('振幅');title('m=0.3;fH=0.3;fL=0.01;'); subplot(2,2,4); stem(n,y3); grid;

数字信号处理实验作业

实验6 数字滤波器的网络结构一、实验目的： 1、加深对数字滤波器分类与结构的了解。 2、明确数字滤波器的基本结构及其相互间的转换方法。 3、掌握用MA TLAB 语言进行数字滤波器结构间相互转换的子函数及程序编写方法。二、实验原理： 1、数字滤波器的分类离散LSI 系统对信号的响应过程实际上就是对信号进行滤波的过程。因此，离散LSI 系统又称为数字滤波器。数字滤波器从滤波功能上可以分为低通、高通、带通、带阻以及全通滤波器；根据单位脉冲响应的特性，又可以分为有限长单位脉冲响应滤波器（FIR ）和无限长单位脉冲响应滤波器（IIR ）。一个离散LSI 系统可以用系统函数来表示： M -m -1-2-m m m=0 012m N -1-2-k -k 12k k k=1 b z b +b z +b z ++b z Y(z)b(z)H(z)=== =X(z)a(z) 1+a z +a z ++a z 1+a z ∑∑ 也可以用差分方程来表示： N M k m k=1 m=0 y(n)+a y(n-k)=b x(n-m)∑∑ 以上两个公式中，当a k 至少有一个不为0时，则在有限Z 平面上存在极点，表达的是以一个IIR 数字滤波器；当a k 全都为0时，系统不存在极点，表达的是一个FIR 数字滤波器。FIR 数字滤波器可以看成是IIR 数字滤波器的a k 全都为0时的一个特例。 IIR 数字滤波器的基本结构分为直接Ⅰ型、直接Ⅱ型、直接Ⅲ型、级联型和并联型。 FIR 数字滤波器的基本结构分为横截型（又称直接型或卷积型）、级联型、线性相位型及频率采样型等。本实验对线性相位型及频率采样型不做讨论，见实验10、12。另外，滤波器的一种新型结构——格型结构也逐步投入应用，有全零点FIR 系统格型结构、全极点IIR 系统格型结构以及全零极点IIR 系统格型结构。 2、IIR 数字滤波器的基本结构与实现（1）直接型与级联型、并联型的转换例6-1 已知一个系统的传递函数为 -1-2-3 -1-2-3 8-4z +11z -2z H(z)=1-1.25z +0.75z -0.125z 将其从直接型（其信号流图如图6-1所示）转换为级联型和并联型。

华北电力大学电力系统分析复试面试问题

保定校区电力系统及其自动化（电自）面试：1。在线路保护中，什么情况下三段动作了，而一段二段都没有动作。 2、线路中的零序电流怎么测得。3、变压器Y-D11接线，正序负序零序电流的相位幅值怎么变化。4、零序电流保护有么有可能存在相继动作，为什么？5、隔离开关和断路器哪个先断开，为什么？6、电厂发电过程。英语面试问题：先自我介绍，然后问问题1、为什么选择这个专业？ 2、大学里最喜欢的课？ 3、家庭成员介绍笔试继电保护：差不多忘记了。。。记得几个大题1、一个环网的最大最小分支系数分析2、消除变压器不平衡电流的方法3、高频相差保护判断4、给一个阻抗继电器动作方程，让你画两个圆5、有零序电流保护计算题6、距离保护计算是被配合段有两条分支（即外汲），记得公式就行。7、振荡考的是大圆套小圆的，让你判断两个启动元件哪个是大圆，阐述短路与振荡的动作原理，及问有可能什么时候振荡是误动。前面小题都考的很细。英语听力，笔试很简单，不用准备。保定校区电力系统及其自动化（电自）英语面试老师直接叫我翻译学校的名字还有我学的专业课是什么初是的专业课成绩还有专业英语翻译专业面试 1 船上的频率是多少 2你知道主要有那几中频率，分别是那些国家的 3两种不同的频率是通过什么连接起来的 4什么是

svc hv 5二机管的单向导通原理 6外面高压线路和地压线路的区别7变电站的无功补偿笔试比较难我都不会那有零序电流保护镇定保护范围距离镇定我强烈建议把继电保护学好专业课笔试好难趁还有印象，先回忆一下北京校区电气与电子工程学院电力系统及自动化面试题目： 1.变压器中性点为何要接CT？ 2.三相线路，a相短路，c相非短路点的电压、电流怎么求？ 3.发电机机械时间常数增大，有什么影响？ 4.影响无功潮流的因素有哪些？还有就是电能质量指标等基础问题，当时一慌，回答的都很差口试：自我介绍家乡介绍，说四种电力设备，读一篇科技短文（我读完是基本没什么感觉，英语平时没学好啊）分在同一组的，大家的问题也都不一样，不过老师们会很和蔼，到了面试时，基本没有太紧张的感觉，希望对准备考研的有所帮助啊！

数字信号处理实验4-6

实验4 离散系统的变换域分析一、实验目的 1、熟悉对离散系统的频率响应分析方法； 2、加深对零、极点分布的概念理解。二、实验原理离散系统的时域方程为其变换域分析方法如下：频域: 系统的频率响应为: Z域: 系统的转移函数为:

分解因式: ，其中和称为零、极点。三、预习要求 1.在MATLAB中，熟悉函数tf2zp、zplane、freqz、residuez、zp2sos的使用，其中：[z， p，K]=tf2zp（num，den）求得有理分式形式的系统转移函数的零、极点；zplane（z，p）绘制零、极点分布图；h=freqz(num,den,w)求系统的单位频率响应；[r，p，k]=residuez （num，den）完成部分分式展开计算；sos=zp2sos（z，p，K）完成将高阶系统分解为2阶系统的串联。 2.阅读扩展练习中的实例，学习频率分析法在MATLAB中的实现； 3.编程实现系统参数输入，绘出幅度频率响应和相位响应曲线和零、极点分布图。四、实验内容求系统的零、极点和幅度频率响应和相位响应。解析：【代码】 num=[0.0528 0.0797 0.1295 0.1295 0.797 0.0528]; den=[1 -1.8107 2.4947 -1.8801 0.9537 -0.2336]; [z,p,k]=tf2zp(num,den); disp('零点');disp(z); disp('极点');disp(p); disp('增益系数');disp(k); figure(1) zplane(num,den)

figure(2) freqz(num,den,128) 【图形】 -2 -1.5 -1 -0.500.5 1 1.5 -1.5 -1 -0.5 0.51 1.5 Real Part I m a g i n a r y P a r t 0.1 0.2 0.30.40.50.60.70.80.9 1 -800 -600-400-2000 Normalized Frequency (?π rad/sample) P h a s e (d e g r e e s ) 0.1 0.2 0.30.40.50.60.70.80.9 1 -40-2002040Normalized Frequency (?π rad/sample) M a g n i t u d e (d B ) 【结果】零点 -1.5870 + 1.4470i

数字信号处理实验答案完整版

数字信号处理实验答案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

实验一熟悉Matlab环境一、实验目的 1.熟悉MATLAB的主要操作命令。 2.学会简单的矩阵输入和数据读写。 3.掌握简单的绘图命令。 4.用MATLAB编程并学会创建函数。 5.观察离散系统的频率响应。二、实验内容认真阅读本章附录，在MATLAB环境下重新做一遍附录中的例子，体会各条命令的含义。在熟悉了MATLAB基本命令的基础上，完成以下实验。上机实验内容：（1）数组的加、减、乘、除和乘方运算。输入A=[1 2 3 4]，B=[3 4 5 6]，求C=A+B，D=A-B，E=A.*B，F=A./B，G=A.^B并用stem语句画出A、B、C、D、E、F、G。 clear all; a=[1 2 3 4]; b=[3 4 5 6]; c=a+b; d=a-b; e=a.*b; f=a./b; g=a.^b; n=1:4; subplot(4,2,1);stem(n,a); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('A'); subplot(4,2,2);stem(n,b); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('B'); subplot(4,2,3);stem(n,c); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('C'); subplot(4,2,4);stem(n,d); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('D'); subplot(4,2,5);stem(n,e); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('E'); subplot(4,2,6);stem(n,f); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('F'); subplot(4,2,7);stem(n,g); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('G'); （2）用MATLAB实现下列序列： a) x(n)= 0≤n≤15 b) x(n)=e+3j)n 0≤n≤15 c) x(n)=3cosπn+π)+2sinπn+π) 0≤n≤15 d) 将c)中的x(n)扩展为以16为周期的函数x(n)=x(n+16),绘出四个周期。

华北电力大学电力系统分析考研及期末考试必备

华北电力大学电力系统分析考研及期末考试必备 1、什么是动力系统、电力系统、电力网? 答:通常把发电企业的动力设施、设备和发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能热能生产、输送、分配、使用的统一整体称为动力系统; 把由发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统; 把由输电、变电、配电设备及相应的辅助系统组成的联系发电与用电的统一整体称为电力网。 2、现代电网有哪些特点? 答:1、由较强的超高压系统构成主网架。2、各电网之间联系较强,电压等级相对简化。3、具有足够的调峰、调频、调压容量,能够实现自动发电控制,有较高的供电可靠性。4、具有相应的安全稳定控制系统,高度自动化的监控系统和高度现代化的通信系统。5、具有适应电力市场运营的技术支持系统,有利于合理利用能源。 3、区域电网互联的意义与作用是什么? 答:1、可以合理利用能源,加强环境保护,有利于电力工业的可持续发展。 2、可安装大容量、高效能火电机组、水电机组和核电机组,有利于降低造价,节约能源,加快电力建设速度。 3、可以利用时差、温差,错开用电高峰,利用各地区用电的非同时性进行负荷调整,减少备用容量和装机容量。 4、可以在各地区之间互供电力、互通有无、互为备用,可减少事故备用容量,增强抵御事故能力,提高电网安全水平和供电可靠性。 5、能承受较大的冲击负荷,有利于改善电能质量。 6、可以跨流域调节水电,并在更大范围内进行水火电经济调度,取得更大的经济效益。 4、电网无功补偿的原则是什么? 答:电网无功补偿的原则是电网无功补偿应基本上按分层分区和就地平衡原则考虑,并应能随负荷或电压进行调整,保证系统各枢纽点的电压在正常和事故后均能满足规定的要求,避免经长距离线路或多级变压器传送无功功率。 5、简述电力系统电压特性与频率特性的区别是什么? 答:电力系统的频率特性取决于负荷的频率特性和发电机的频率特性(负荷随频率的变化而变化的特性叫负荷的频率特性。发电机组的出力随频率的变化而变化的特性叫发电机的频率特性),它是由系统的有功负荷平衡决定的,且与网络结构(网络阻抗)关系不大。在非振荡情况下,同一电力系统的稳态频率是相同的。因此,系统频率可以集中调整控制。电力系统的电压特性与电力系统的频率特性则不相同。电力系统各节点的电压通常情况下是不完全相同的,主要取决于各区的有功和无功供需平衡情况,也与网络结构(网络阻抗)有较大关系。因此,电压不能全网集中统一调整,只能分区调整控制。

实验一基于Matlab的数字信号处理基本

实验一基于Matlab 的数字信号处理基本操作一、实验目的：学会运用MA TLAB 表示的常用离散时间信号；学会运用MA TLAB 实现离散时间信号的基本运算。二、实验仪器：电脑一台，MATLAB6.5或更高级版本软件一套。三、实验内容：（一）离散时间信号在MATLAB 中的表示离散时间信号是指在离散时刻才有定义的信号，简称离散信号，或者序列。离散序列通常用)(n x 来表示，自变量必须是整数。离散时间信号的波形绘制在MATLAB 中一般用stem 函数。stem 函数的基本用法和plot 函数一样，它绘制的波形图的每个样本点上有一个小圆圈，默认是空心的。如果要实心，需使用参数“fill ”、“filled ”，或者参数“.”。由于MATLAB 中矩阵元素的个数有限，所以MA TLAB 只能表示一定时间范围内有限长度的序列；而对于无限序列，也只能在一定时间范围内表示出来。类似于连续时间信号，离散时间信号也有一些典型的离散时间信号。 1. 单位取样序列单位取样序列)(n δ，也称为单位冲激序列，定义为 ) 0() 0(0 1)(≠=?? ?=n n n δ 要注意，单位冲激序列不是单位冲激函数的简单离散抽样，它在n =0处是取确定的值1。在MATLAB 中，冲激序列可以通过编写以下的impDT .m 文件来实现，即 function y=impDT(n) y=(n==0); %当参数为0时冲激为1,否则为0 调用该函数时n 必须为整数或整数向量。【实例1-1】利用MATLAB 的impDT 函数绘出单位冲激序列的波形图。解：MATLAB 源程序为 >>n=-3:3; >>x=impDT(n); >>stem(n,x,'fill'),xlabel('n'),grid on >>title('单位冲激序列') >>axis([-3 3 -0.1 1.1]) 程序运行结果如图1-1所示。图1-1 单位冲激序列

数字信号处理实验六-时域采样与信号的重建

实验目的： 1.了解用MATLAB语言进行时域抽样与信号重建的方法 2.进一步加深对时域信号抽样与恢复的基本原理的理解 3.掌握采样频率的确定方法和内插公式的编程方法。二．实验内容 1认真阅读并输入实验原理与方法中介绍的例子，观察输出波形曲线，理解每一条语句的含义。. 2．已知一个连续时间信号f(t)=sinc(t)。取最高有限带宽频率fm=1Hz。（1）分别显示原连续时间信号波形和Fm=fm、Fm=2fm、Fm=3fm三种情况下抽样信号的波形。实验程序： dt=0.1; f0=1; T0=1/f0; fm=f0; Tm=1/fm; t=-2:dt:2; f=sinc(t); subplot(4,1,1),plot(t,f,'k'); axis([min(t) max(t) 1.1*min(f) 1.1*max(f)]); title('原连续信号和抽样信号'); for i=1:3; fs=i*fm; Ts=1/fs;

n=-2:Ts:2; f=sinc(n); subplot(4,1,i+1),stem(n,f,'filled','k'); axis([min(n) max(n) 1.1*min(f) 1.1*max(f)]); end 实验截图：（2）求解原连续信号波形和抽样信号所对应的幅度谱。实验程序： dt=0.1;t=-4:dt:4;

N=length(t);f=sinc(t);Tm=1;fm=1/Tm; wm=2*pi*fm;k=1:N; w1=k*wm/N; F1=f*exp(-j*t'*w1)*dt; subplot(4,1,1),plot(w1/(2*pi),abs(F1));grid axis([0 max(4*fm) 1.1*min(F1) 1.1*max(F1)]); for i=1:3; if i<= 2 c=0 ,else c=0.2,end fs=(4-i+c)*fm; Ts=1/fs; n=-4:Ts:4; f=sinc(n); N=length(n); wm=2*pi*fs; k=1:N; w=k*wm/N; F=f*exp(-j*n'*w)*Ts; subplot(4,1,5-i),plot(w/(2*pi),abs(F),'k');grid axis([0 max(4*fm) 1.1*min(F) 1.1*max(F)]); end 实验截图：

核工程与核技术概论试题

核工程与核技术概论试题第一章 1.核电与火电相比有哪些优势？ 2.先进核电的四个评价标准是什么？ 3.第三代核电与第二代核电相比有哪些本质上的区别？第二章 1.衰变、放射性、半衰期的定义分别是什么？ 2.锕系核素的定义、来源以及特性分别是什么？ 3.核反应的定义是什么？分别列举出核裂变反应、核聚变反应、中子吸收反应的例子各一例。 4.热中子的定义及特征分别是什么？ 5.中子与物质有哪几种作用形式。 6.举出三种中子慢化剂。第三章 1.天然铀中，U235的含量是多少？ 2.为什么要发展快中子反应堆？ 3.列举三种易裂变核素与三种可裂变但难裂变核素。 4.为什么核裂变反应终止后，核反应堆还需要继续冷却？ 5.列举三种核反应堆冷却剂。 6. U238吸收中子后最终演变成什么？ 7.列举三种核反应堆控制材料。

第四章 1.大亚湾压水堆中，进行核裂变反应的是哪类中子？慢化剂是什么？冷却剂是什么？一、二回路的温度与压力分别是多少？ 2.压水堆包容放射性物质的四道屏障是什么？ 3.压水堆的专设安全设施有哪些？这些专设安全设施主要针对的是哪种事故？ 4.压水堆一回路压力边界主要由什么构成？ 5.压水堆一回路有哪四个主要设备？ 6.压水堆堆本体有那四个主要组成？ 7.大亚湾压水堆堆芯有盒燃料组件？每盒组件有多少燃料棒？燃料棒内芯块是什么材料？包壳是什么材料？包壳材料高温下与水会发生什么化学反应？第五章 1.沸水堆与压水堆有哪些区别？ 2.重水堆与压水堆有哪些区别？ 3.切尔诺贝利反应堆是什么堆型？它在哪些方面与沸水堆、重水堆分别有相似之处？ 4.高温气冷堆的优缺点分别是什么？ 5.快堆为什么用Na做冷却剂而不用水？Na的优缺点分别是什么？快堆为什么有三个回路？第七章 1.核安全的最高目标是什么？

数字信号处理基础实验报告_

本科生实验报告实验课程数字信号处理基础学院名称地球物理学院专业名称地球物理学学生姓名学生学号指导教师王山山实验地点5417 实验成绩二〇一四年十一月二〇一四年十二月

填写说明 1、适用于本科生所有的实验报告（印制实验报告册除外）； 2、专业填写为专业全称，有专业方向的用小括号标明； 3、格式要求： ①用A4纸双面打印（封面双面打印）或在A4大小纸上用蓝黑色水笔书写。 ②打印排版：正文用宋体小四号，1.5倍行距，页边距采取默认形式（上下2.54cm，左右2.54cm，页眉1.5cm，页脚1.75cm）。字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）；页码用小五号字底端居中。 ③具体要求：题目（二号黑体居中）；摘要（“摘要”二字用小二号黑体居中，隔行书写摘要的文字部分，小4号宋体）；关键词（隔行顶格书写“关键词”三字，提炼3-5个关键词，用分号隔开，小4号黑体)；正文部分采用三级标题；第1章××(小二号黑体居中，段前0.5行) 1.1 ×××××小三号黑体×××××（段前、段后0.5行） 1.1.1小四号黑体（段前、段后0.5行）参考文献（黑体小二号居中，段前0.5行），参考文献用五号宋体，参照《参考文献著录规则（GB/T 7714－2005）》。

实验一生成离散信号并计算其振幅谱并将信号进行奇偶分解一、实验原理单位脉冲响应h(t)=exp(-a*t*t)*sin(2*3.14*f*t)进行离散抽样，分别得到t=0.002s，0.009s，0.011s采样的结果。用Excel软件绘图显示计算结果。并将信号进行奇偶分解，分别得到奇对称信号h(n)-h(-n)与偶对称信号h(n)+h(-n)。用Excel 软件绘图显示计算结果。二、实验程序代码（1）离散抽样 double a,t; a=2*f*f*log(m); int i; for(i=0;i

核工程与核技术专业导论

专业导论2012 核工程与核技术姓名：张朝平班级：双核二班学号：201206020212 时间：2013-1-3 摘要从应用的角度讲,核技术主要包括射线和粒子束技术与放射性核素技术。前者主要包括核分析技术、辐射加工与离子束加工、无损检测、工业核仪表、核医学成像、肿瘤放疗和辐射诱变育种技术等;后者则主要包括放射性核素测年、放射性核素示踪和放射性药物。射线和粒子束与物质的相互作用是核技术的物理基础,粒子加速器技术和核探测技术是核技术的主要支撑技术。本文介绍了上述各技术领域的发展,并介绍北京大学的核技术及应用研究工作。关键词核技术;应用;粒子加速器;核探测技术;射线;粒子束;放射性核素中图分类号 TL5;TL8;TL92;TL99;O571.3

一、培养目标本专业培养适应我国国民经济和国防核科技工业发展需要的，能在核技术及相关专业领域从事研究、设计、生产、应用和管理等的专门人才。本专业培养的人才应具有良好的数理基础、扎实的专业知识和熟练的专业技能，能够适应核技术各个方向发展的基本需要；同时应具有较好的人文社会科学和管理知识，较高的道德素质和文化素质，身心健康，全面发展。 ●素质要求：热爱祖国，拥护中国共产党的领导，逐步树立科学的世界观和人生观。具有健全的法治意识、诚信意识和集体主义精神，具有良好的思想品德、社会公德和职业道德。具有较好的人文、艺术修养和文字、语言表达能力，了解历史和世界，积极参加社会实践活动，适应社会发展与进步，具有良好的心理素质和合作意识精神，具有健康的体魄和进取精神。具有良好的理论基础和扎实的专业知识，掌握熟练的专业技能，勤奋、严谨、求实、创新，有科学精神和奋斗意识。 ●能力要求：

数字信号处理实验报告六

程序P6.1 % 程序 P6_1 % 将一个有理数传输函数 % 转换为因式形式 num = input('分子系数向量 = '); den = input('分母系数向量 = '); [z,p,k] = tf2zp(num,den); sos = zp2sos(z,p,k) Q6.1 使用程序p6.1，生成如下有限冲激响应传输函数的一个级联实现：H1(Z)=2+10Z^-1+23Z^-2+34Z^-3+31Z^-4+16Z^-5+4Z^-6 画出级联实现的框图。H1(Z)是一个线性相位传输函数吗？分子系数向量 = [2,10,23,34,31,16,4] 分母系数向量 = [1,0,0,0,0,0,0] sos = 2.0000 6.0000 4.0000 1.0000 0 0 1.0000 1.0000 2.0000 1.0000 0 0 1.0000 1.0000 0.5000 1.0000 0 0 Y[k] 2 11 X[k] Q6.2 使用程序p6.1，生成如下有限冲激响应传输函数的一个级联实现：H2(Z)=6+31Z^-1+74Z^-2+102Z^-3+74Z^-4+31Z^-5+6Z^-6 画出级联实现的框图。H2（Z ）是一个线性相位传输函数吗？只用4个乘法器生成H2(Z)的一个级联实现。显示新的级联结构的框图。分子系数向量 = [6,31,74,102,74,31,6] 分母系数向量 = [1,0,0,0,0,0,0] sos =

6.0000 15.0000 6.0000 1.0000 0 0 1.0000 2.0000 3.0000 1.0000 0 0 1.0000 0.6667 0.3333 1.0000 0 0 Y[k] 6 11 X[k] Q6.3 使用程序 6.1生成如下因果无限冲激响应传输函数的级联实现： H1(Z)=(3+8Z^-1+12Z^-2+7Z^-3+2Z^-4-2Z^-5)/(16+24Z^-1+24Z^-2+14Z^-3+5Z^-4+Z^-5),画出级联实现的框图。分子系数向量 = [3,8,12,7,2,-2] 分母系数向量 = [16,24,24,14,5,1] sos = 0.1875 -0.0625 0 1.0000 0.5000 0 1.0000 2.0000 2.0000 1.0000 0.5000 0.2500 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 0.5000 0.5000 Y [k ] 0.1875 11 11X [k ] Q6.4使用程序6.1生成如下因果无限冲激响应传输函数的级联实现：

华北电力大学电力系统及其自动化学科简介

华北电力大学电力系统及其自动化学科简介华北电力大学电力系统及其自动化学科是国内最早的电力系统及其自动化学科点。该学科于20世纪50年代初由前苏联专家援助建成,1961年开始招收研究生,1978年获国内首批硕士学位授予权,1986年获博士学位授予权,1998年获电气工程一级学科博士学位授予权,2001年建立电气工程博士后科研流动站,2002年批准为国家级重点学科。经过/211工程0项目建设,学术队伍日趋合理,形成一支学术水平精湛、治学态度严谨、学术思想活跃、极富开拓精神的队伍。目前有工程院院士2人(其中兼职1人),博士生导师9人,教授平均年龄44岁,副教授平均年龄35岁。青年教师全部具有硕士学位,已获博士学位者为40%,已获博士学位和目前在职攻读博士学位者达76%。另外学科还聘请一批国内外著名学者担任客座教授或兼职教授。本学科始终关注着国际上电力系统研究领域的前沿,并结合我国电力工业的实际和发展需要,在微机保护与变电站综合自动化、电力系统分析与控制、电力市场理论与技术、新型输配电技术、电力系统仿真培训等领域进行了卓有成效的研究,形成理论研究与技术研究、应用开发及产业发展相结合的鲜明特色,取得了一批重大成果。多个领域的研究成果处于国内领先水平,部分领域的研究成果达到国际先进或领先水平。/九五0期间,共承担各类科研项目230余项,其中国家自然科学基金项目10项,国家电力公司重大项目8项,教育部科技项目6项,其他省部级重点项目7项,科研经费总额达2800余万元。获省部级以上科技奖励16项,获专利4项;出版专著和教材14部;在国内外核心期刊和重要国际会议发表学术论文415篇,其中国际三大检索收录113篇; 科技成果转化形成的技术密集型产品累计创产值近20亿元。本学科积极开展国际学术交流与合作,目前已与英国、美国、日本等11个国家和地区的18所大学及相关科研院所建立了合作和交流关系。/九五0期间,共派出约50人次分别到美国、加拿大、日本、德国等地进修或攻读博士学位,共有80余人次参加境外国际学术会议,并有多人在重要国际学术会议上担任职务。本学科还4次主办国际、国内学术会议。本学科建有电力系统智能保护与控制实验室,是1996年由原电力工业部确定的首批部级重点建设实验室,目前已建成了具备国际先进水平的电力系统数模混合实时仿真系统和分布式计算机网络系统,原有动模实验室也进行了更新改造,大大改善了实验环境和实验条件,成为本学科重要的科研和教学实验基地。本学科目前的主要科研方向为:智能保护与变电站综合自动化、电力市场与信息技术、电力系统实时仿真、电力系统运行人员培训仿真系统、电力系统分析与控制、动态EM S 系统、柔性化供电技术、人工智能在电力系统中的应用、电气设备状态监测与故障诊断技术、配电网自动化等。未来5年学科建设的总体目标是,迎接信息化时代的到来,关注国际上电力系统研究领域的前沿和我国经济建设的重大需求,提出解决重大关键问题的理论依据和形成未来重大新技术的科学基础,瞄准原始创新,实施跨越战略,力争在一些能够体现本学科发展水平和综合研究实力的重点领域取得突破,将本学科建成具有较高国际知名度、国内一流的学科。七大公司联合设立/中国电力科学技术奖0 据5中国电业6消息,国家电网公司、中国南方电网有限责任公司、中国华能集团公司、中国大唐集团公司、中国华电集团公司、中国国电集团公司、中国电力投资集团公司日前在北京签署了共同出资设立/中国电力科学技术奖0的有关协议。中国电力科学技术奖是国家电力公司根据国务院有关科学技术奖励制度改革方案精神,在原电力工业部科技进步奖基础上设立的。该奖项的设立,对激励创新、加速人才培养、激发广大科技人员的创新积极性、提高电力科研水平和促进电力工业技术进步发挥了积极作用。该奖项自设立以来,始终坚持鼓励技术创新、积极推进高新技术产业化的方针,高度重视先进适用技术的推广应用,面向全社会,不仅得到了国家电力公司系统内广大科技人员的重视,也得到了国家电力公司系统外一些综合类大学、电力设备生产制造企业的广泛关注。为进一步适应电力体制改革的要求,根据/社会力量设立科学技术奖管理办法0的规定,以及国家电力公司和国家科学技术奖励工作办公室有关文件精神,中国电力科学技术奖的设奖者由国家电力公司变更为国家电网公司、中国南方电网有限责任公司、中国华能集团公司、中国大唐集团公司、中国华电集团公司、中国国电集团公司、中国电力投资集团公司七家单位,承办机构由国家电力公司变更为中国电机工程学会,具体事务由中国电机工程学会和中国水力发电工程学会共同负责。 # 84#电力科学与工程EL ECT RI C PO WER SCIEN CE AN D EN GIN EERI NG l 1 2003

数字信号处理基础实验报告 (2)

成都理工大学《信号处理基础》实验开设时间：2013—2014学年第2学期

题目1：信号的产生和显示一、实验目的：认识基本信号通过使用MATLAB 设计简单程序, 掌握对MATLAB 的基本使用方法二、实验原理：找出下列表达式的信号与：正弦信号、最小相位信号、最大相位信号、零相位信号的对应关系。 1、sin60t 2、e-60t sin60t 3、(1- e-60t)sin60t 4、e60t sin60t 三、实验内容：产生上述信号的信号并显示（1）t=[-pi/30:0.001:pi/30]; f=sin(60*t); plot(t,f) 产生图形如下：

（2）t=[0:0.001:pi/30]; f=exp(-60*t).*sin(60*t); plot(t,f) 产生图形如下:

（3）t=[-5*pi/30:0.001:5*pi/30]; f=(1-exp(-60*t)).*sin(60*t); plot(t,f) 产生图形如下： (4) t=[-pi/30:0.001:pi/30]; f=exp(6*t).*sin(60*t); plot(t,f) 产生如下波形:

四、实验结果与讨论：讨论上述信号的特点从第一个波形图可以看出，它的波形与正弦函数sin（t）的相像，只是相位上有改变，是一个正弦信号。最大相位信号的能量集中在后面，最小相位能量集中在前面，所以第二个是一个最小相位，第四个是一个最大相位信号。第三个由于波形在t>0时没有，所以是一个零相位信号。题目2：频谱分析与显示一、实验目的初步认识频谱分析