弹簧-质量-阻尼实验指导书

质量-弹簧-阻尼系统实验教学指导书

北京理工大学机械与车辆学院

2016.3

实验一：单自由度系统数学建模及仿真 1 实验目的

（1）熟悉单自由度质量-弹簧-阻尼系统并进行数学建模； （2）了解MATLAB 软件编程，学习编写系统的仿真代码； （3）进行单自由度系统的仿真动态响应分析。 2 实验原理

单自由度质量-弹簧-阻尼系统，如上图所示。由一个质量为m 的滑块、一个

刚度系数为k 的弹簧和一个阻尼系数为c 的阻尼器组成。系统输入：作用在滑块上的力f (t )。系统输出：滑块的位移x (t )。

建立力学平衡方程：

m x c x kx f ???

++=

变化为二阶系统标准形式：

22f x x x m

ζωω??

?

++=

其中：ω是固有频率，ζ是阻尼比。

ω=

2c m ζω=

= 2.1 欠阻尼(ζ<1)情况下，输入f (t )和非零初始状态的响应：

()()sin()))]

t t x t t d e ζωττζωττ

+∞

--=?

-=

-+-?

2.2 欠阻尼(ζ<1)情况下，输入f(t)=f0*cos(ω0*t) 和非零初始状态的的响应：

022

3

00

22222

00

222222

2

()cos(arctan())

2f

[(0)]cos()

[()(2)]

sin(

t

t

x t t

x e

k

e

ζω

ζω

ζωω

ω

ωω

ζωω

ωωζωω

-

?

-

=-

-

++

-+

+)

输出振幅和输入振幅的比值：A=

3 动力学仿真

根据数学模型，使用龙格库塔方法ODE45求解，任意输入下响应结果。

仿真代码见附件

4 实验

4.1 固有频率和阻尼实验

（1）将实验台设置为单自由度质量-弹簧-阻尼系统。

（2）关闭电控箱开关。点击setup菜单，选择Control Algorithm，设置选择Continuous Time Control，Ts=0.0042，然后OK。

（3）点击Command菜单，选择Trajectory，选取step,进入set-up,选取Open Loop Step 设置(0)counts, dwell time=3000ms,(1)rep, 然后OK。此步是为了使控制器得到一段时间的数据，并不会驱动电机运动。

（4）点击Data菜单，选择Data Acquisition,设置选取Encoder#1 ，然后OK离开；从Utility菜单中选择Zero Position使编码器归零。

（5）从Command菜单中选择Execute，用手将质量块1移动到2.5cm左右的位置（注意不要使质量块碰触移动限位开关），点击Run, 大约1秒后，放开手使其自由震荡，在数据上传后点击OK。

（6）点击Plotting菜单，选择Setup Plot，选取Encoder #1 Position；然后点击Plotting 菜单，选择Plot Data，则将显示质量块1的自由振动响应曲线。

（7）在得到的自由振动响应曲线图上，选择n个连续的振幅明显的振动周期，计算出这段振动的时间t，由n/t即可得到系统的频率，将Hz转化为rad/sec即为系统的振动频率ω。

（8）在自由振动响应曲线图上，测量步骤7选取时间段内初始振动周期的振幅

X0以及末尾振动周期的振幅Xn。由对数衰减规律即可求得系统阻尼比。

（9）实验数据记录

（10）在仿真代码基础上，计算出实验结果对应的理论结果。对比分析理论和实验结果的差异。完成实验报告。

4.2 幅频特性实验

（1）点击Command菜单，选择Trajectory，选取Sinuscidal，进入set-up,选取Open LoopStep设置Amplitude(0.5V), Frequency(2Hz),Repetition(8)，然后OK。

（2）从Utility菜单中选择Zero Position使编码器归零。从Command菜单中选择Execute，点击Run,在数据上传后点击OK。

（3）然后点击Plotting菜单，选择Plot Data，则将显示滑块的受迫振动响应曲线。在响应曲线图上，测量出振动振幅，计算出振动的频率并于输入的正弦曲线频率比较。

（4）根据实验情况，改变输入的正弦曲线频率的大小，重复上述，纪录实验数据。

（5）在仿真代码基础上，实现正弦激励代码，计算出实验结果对应的理论结果。对比分析理论和实验结果的差异。完成实验报告。

实验二：双自由度系统数学建模及仿真 1 实验目的

（1）熟悉双自由度质量-弹簧-阻尼系统并进行数学建模； （2）了解MATLAB 软件编程，学习编写系统的仿真代码； （3）进行双自由度系统的仿真动态响应分析。 2 实验原理 2.1 数学建模

双自由度质量-弹簧-阻尼系统，如上图所示。由两个质量为m 1和m 2的滑块、

两个刚度系数为k 1和k 2的弹簧和两个阻尼系数为c 1和c 2的阻尼器组成。系统输入：作用在滑块上的力f (t )。系统输出：滑块的位移x 1(t )和x 2(t )。 建立力学平衡方程：

112111111222122211122211()

m x c x c x k x k x f t m x c x c x c x k x k x k x ??

??

?????

?+-+-=???++-++-=? 2.2 固有频率

将动力学方程写成矩阵形式：

1111

1111211211222201()0()()0x m c c k k x x f t m c c c k k k x x x ??????????--???????????????+?+?=???????????????-+-+???

???????????

得到系统的质量矩阵M 和刚度矩阵K 。 解行列式可得固有频率方程：2||0K M ω-= 可计算出固有频率方程：

2

112

11,2

12

0.5[(k k k

k k m m m m ω+=+-

两个振动模态，两个固有频率：高模和低模。 2.3 解耦

通过数学变换将微分方程变化为以下形式：

2

1111111222222222()

2()

y y y f t y y y f t ζωω?ζωω????

???

?++=???++=? 注意：y 1和y 2不是滑块的位移。滑块的位移x 1(t )和x 2(t )是y 1和y 2的函数。

3 动力学仿真

根据数学模型，使用龙格库塔方法ODE45求解，任意输入下响应结果。 仿真代码见附件 4 实验

4.1 固有频率分析

（1）将实验台设置为双自由度质量-弹簧-阻尼系统，第一个滑块没有阻尼器可以不接，认为第一个阻尼为零。

（2）闭合控制器开关，点击setup 菜单，选择Control Algorithm ，设置选择Continuous Time Control ，Ts=0.0042,然后OK 。点击Command 菜单，选择Trajectory ，选取step,进入set-up,选取Open Loop Step 设置(0)counts, dwell time=3000ms, (1)rep, 然后OK 。此步是为了使控制器得到一段时间的数据，并不会驱动电机运动。

（2）点击Data 菜单，选择Data Acquisition,设置分别选取Encoder#1，Encoder#2，然后OK 离开；从Utility 菜单中选择Zero Position 使编码器归零。

（4）从Command 菜单中选择Execute ，用手将质量块1移动到2.5cm 左右的位置（注意不要使质量块碰触移动限位开关），点击Run, 大约1秒后，放开手使其自由振荡，在数据上传后点击OK 。

（5）点击Plotting 菜单，选择Setup Plot ，分别选取Encoder #1 Position ，Encoder #2 Position ；然后点击Plotting 菜单，选择Plot Data ，则将显示质量块1，2的自由振动响应曲线。 （6）实验数据纪录：

实验条件：滑块质量m 1和m 2，弹簧刚度k 1和k 2，阻尼系数c 1和c 2。 实验数据：时间-滑块1位移数据；时间-滑块2位移数据。

问题1：两个滑块位移的频率测量值是高模和低模频率么？

问题2：实际的机械系统是多自由度的，如何通过实验法测试系统固有频率？ （7）实验报告。关键点是理论和实验结果对比分析。 4.2幅频特性实验

（1）点击Command 菜单，选择Trajectory ，选取Sinuscidal,进入set-up,选取Open Loop Step 设置(200counts)Amplitude, Frequency(2Hz),Repetition （8），然后OK 。 （2）从Utility 菜单中选择Zero Position 使编码器归零。从Command 菜单中选择Execute ，点击Run,在数据上传后点击OK 。

（3）然后点击Plotting 菜单，选择Plot Data ，则将显示质量块1，2的受迫振动响应曲线。在响应曲线图上，即可测量出振动振幅。 问题1：单自由度和双自由度系统的幅频特性有何差异？ 问题2：高模贡献分析。

实验三：PID 控制 1 实验目的

（1）学习PID 闭环控制结构和系统闭环传递函数计算； （2）PID 控制器参数设计； （3）控制性能分析。 2 实验原理

上图给出闭环控制系统原理框图。单自由度质量-弹簧-阻尼系统结构下，断

开弹簧和阻尼，仅仅保留滑块质量m 。

m x f ??

=

电控箱可以看做比例增益k hw 。

hw f k u =

其中：u 是控制器输出。PID 控制：

p i d k e k edt k e u ?

++=?

其中：e 是比较器输出，参考输入与实际输出的偏差值。

e r x =-

根据全部上式，可得闭环结构微分方程：

hw d hw p hw i hw d hw p hw i m x k k x k k x k k x k k r k k r k k r ???

??

?

??

?

+++=++

对应的传递函数：

23

2

()()()()

()()()()

hw d hw p hw i hw d hw p hw i k k s k k s k k x s r s ms k k s k k s k k ++=+++ 3 PID 设计

PID 控制器中设置积分因子k i 为零，则为PD 控制。传递函数变为：

2()()

hw p

hw d

hw p

hw d k k k k s x s m m k k k k r s s s m m

+=++

闭环特征方程是分母：

ω=

2hw d k k m ζω=

=

设计频率ω

4 实验 4.1 频率

（1）在控制器断开的情况下，拆除与质量块1连接的弹簧，使其余元件远离质量块1的运动范围，为其安装4个500g 的铜块，加上小车本身的质量，标定总质量

m=2.6kg。

（2）实验标定k hw值：根据估计出的k hw值，设置控制器k i=0和k d=0，调整k p来估计系统系统频率ω=4Hz。注意：k p不能大于0.08。

（3）闭合控制器开关；点击Data菜单，选择Data Acquisition,设置选取Encoder#1和Commanded Position information；点击Command菜单，选择Trajectory，选取step，设置(0)counts,dwell time=3000ms,(1)rep。

（4）点击setup菜单，选择Control Algorithm，设置选择Continuous Time Control，Ts=0.0042,选取PID，进入Setup Algorithm，输入k p的值（k i=0和k d=0）（输入的值不能大于k p=0.08），然后OK。移动质量块1到-0.5cm的位置（规定，朝电机方向为负）选择Implement Algorithm，然后Ok。

注意：从此步开始的每一步，要进行下一步之前，都要与运动装置保持一定的安全距离；选择Implement Algorithm后，控制器将会立即加载，若出现不稳定的或者很大的控制信号时，运动装置可能反应很剧烈；若加载后，系统看上去稳定，要先用一轻质不尖锐的物体轻轻碰触质量块以验证其稳定性。

（5）点击Command菜单，进入Execute，用手将质量块移动到2cm左右的位置，点击Run,移动质量块大约到3cm位置，然后释放（不要拿着质量块多于一秒，以免电机过热而断开控制）。

（6）点击Plotting菜单，选择Setup Plot，选取Encoder #1；然后点击Plotting菜单，选择Plot Data，则将显示质量块1的时间响应曲线。

试想一下，若将比例增益系数k p增加一倍，则系统的响应频率将有什么变化？

4.2 阻尼

（1）确定k d的值（不能大于0.04），使得k hw k d=50N/(m/s)，重复步骤4，除了输入kd的值和k i=0和k p=0。

（2）先用尺子检查系统的稳定性，然后用手来回的移动质量块来感受系数k d带来的粘性阻尼的影响（注意不要极度的迫使质量块运动，以免电机过热而断开控制）。

（3）增大的k d值（k d<0.04），重复以上步骤，看能否感受到阻尼的增大？

4.3 位置控制

（1）控制电机驱动滑块1移动到某一个特定的位置，获取时间-位移数据后，计

算闭环控制特性，包括：超调量、上升时间、调节时间、稳态误差。

（2）使用仿真方法计算得到同样条件下的动态响应结果，对比分析理论与实验结果的差异。 4.4 正弦激励

（1）使用正弦输入驱动滑块作正弦运动，获取时间-位移数据后，计算闭环控制系统幅频特性。

（2）使用仿真方法计算得到同样条件下的幅频响应结果，对比分析理论与实验结果的差异。 4.5 柔性结构控制

（1）实验台只有质量块，为刚性结构机械系统。如果安装上一根弹簧，则组成简单的柔性结构系统（具有柔性环节）。此时机械系统由于能量交互可能产生振动。如何设计控制器来动态控制机械振动。

实验四：扰动抑制 1 实验目的 （1）外扰动设置； （2）PID 控制器设计； （3）控制性能分析。 2 实验原理

上图给出闭环控制系统原理框图。单自由度质量-弹簧-阻尼系统结构下，断

开弹簧和阻尼，仅仅保留滑块质量m 。位移输出受到外扰动d 干扰。

m x f d ??

=+

电控箱可以看做比例增益k hw 。

hw f k u =

其中：u 是控制器输出。PID 控制：

p i d k e k edt k e u ?

++=?

其中：e 是比较器输出，参考输入与实际输出的偏差值。

e r x =-

根据全部上式，可得闭环结构微分方程：

hw d hw p hw i hw d hw p hw i m x k k x k k x k k x k k r k k r k k r d ???

??

?

??

?

?

+++=+++

对应的传递函数：

23232

()()()()()()()()()

()()()

hw d hw p hw i hw d hw p hw i hw d hw p hw i k k s k k s k k s

x s r s d s ms k k s k k s k k ms k k s k k s k k ++=+

++++++

3 PID 设计

PID 控制器中设置积分因子k i 为零，则为PD 控制。传递函数变为：

2()()

hw p

hw d

hw p

hw d k k k k s x s m m k k k k r s s s m m

+=++

闭环特征方程是分母：

ω=

2hw d k k m ζω=

=

% exp 1

clc

clear

global SK SC SM SF;

sampling=1/1000;

SK=200;

SC=0;

SM=2.6;

State=zeros(1,2);

State(1)=1;

State(2)=0.0;

sss=zeros(1,1);

for k=1:fix(5/sampling)

t=k*sampling;

sss(k,1)=t; %time

SF=0;

sss(k,2)=SF;

[TimeOdeArray,VarOdeArray] = ode45( @mdlDerivatives1, [t

t+sampling],State);

[m,n]=size(TimeOdeArray);

TimeAtEndOfArray = TimeOdeArray(m,1);

if( abs(TimeAtEndOfArray - (t+sampling) ) >= abs(0.001*sampling) ) warning('numerical integration failed'); break; end

VAR = VarOdeArray(m, : );%ò???2?3¤?áê?μ?×′ì?

State=VAR;%3?ê?×′ì??üD?￡???DD??ò?′?μü′ú

sss(k,3)=VAR(1); % response

sss(k,4)=VAR(2); % velocity

end

plot(sss(:,1),sss(:,2),'r',sss(:,1),sss(:,3),'k',sss(:,1),sss(:,4),'b ');

% mdlDerivatives1

function dx=mdlDerivatives1(T,x)

global SK SC SM SF;

% y(1)=x;

% y(2)=xd;

dx=zeros(2,1);

%sloshing dynamics

dx(1)=x(2);

dx(2)=SF/SM-SK/SM*x(1)-SC/SM*x(2);

% exp 2

clc

clear

global SK1 SK2 SC1 SC2 SM1 SM2 SF;

sampling=1/1000;

SK1=200;

SK2=200;

SC1=0;

SC2=0;

SM1=2.6;

SM2=2.6;

State=zeros(1,4);

State(1)=1.0;

State(3)=0.0;

sss=zeros(1,1);

for k=1:fix(5/sampling)

t=k*sampling;

sss(k,1)=t; %time

SF=0;

sss(k,2)=SF;

[TimeOdeArray,VarOdeArray] = ode45( @mdlDerivatives2, [t

t+sampling],State);

[m,n]=size(TimeOdeArray);

TimeAtEndOfArray = TimeOdeArray(m,1);

if( abs(TimeAtEndOfArray - (t+sampling) ) >= abs(0.001*sampling) ) warning('numerical integration failed'); break; end

VAR = VarOdeArray(m, : );%ò???2?3¤?áê?μ?×′ì?

State=VAR;%3?ê?×′ì??üD?￡???DD??ò?′?μü′ú

sss(k,3)=VAR(1); % response 1

sss(k,4)=VAR(2); % velocity 1

sss(k,5)=VAR(3); % response 2

sss(k,6)=VAR(4); % velocity 2

end

plot(sss(:,1),sss(:,2),'r',sss(:,1),sss(:,3),'k',sss(:,1),sss(:,5)-ss s(:,3),'b');

% mdlDerivatives2

function dx=mdlDerivatives2(T,x)

global SK1 SK2 SC1 SC2 SM1 SM2 SF;

% x(1)=x1;

% x(2)=x1d;

% x(3)=x2;

% x(4)=x2d;

dx=zeros(4,1);

%sloshing dynamics

dx(1)=x(2);

dx(2)=(SF-SC1*x(2)+SC1*x(4)-SK1*x(1)+SK1*x(3))/SM1;

dx(3)=x(4);

dx(4)=(-1*SC2*x(4)-SC1*x(4)+SC1*x(2)-SK1*x(3)-SK2*x(3)+SK1*x(1))/SM2;

附件3 快速傅里叶变换FFT计算频率代码

%frequency response

sampling=1/1000;

Fs=fix(1/sampling);

data=sss(1:fix(5/sampling),3);

m=length(data);

nfft=2^nextpow2(m);

y=fft(data,nfft);%?μà?ò?±???

Ayy=abs(y)*2/nfft;

f0=(0:nfft/2-1)*Fs/nfft; % Hz , 1/s f1=f0*2*pi; % rad/s

zzz(:,1)=f0;

zzz(:,2)=f1;

zzz(:,3)=Ayy(1:nfft/2);

plot(zzz(:,1),zzz(:,3));

xlabel('frequency/Hz');

ylabel('magnitude');

title('freqency response');

1 Command/Trajectory

输入命令

2 Command/Execute

执行

3 plotting/Setupplot

绘图运动轨迹

4 Setup改变控制器

密码学基础课程设计指导书

《现代密码学基础》课程设计指导书 杨柳编 湖南科技大学计算机科学与工程学院 2014年12月

一、概述 本课程在简要复习数学基础知识之后，探讨了密码学研究的基本问题：通过不安全的通信媒介如何进行安全通信。也可以理解为关心任何希望限制不诚实者达到目的的问题，把度量和评价一个密码体制（协议）的安全性作为一个重点。就目前来说，密码学的研究领域已从消息加密扩大到了数字签名、消息认证、身份识别、抗欺骗协议等。无疑，在整个教学过程中非常重视密码学的基础，当然包括数学基础。并针对实际的密码体制（协议）强调设计与分析（攻击），对现代密码学的主要研究问题都进行了介绍。 对于密码学这样的课程，同学们一定要从理论、技术、应用三个方面进行学习与思考。密码体制（协议）无疑是我们的学习重点，密码体制（协议）也可以单纯地理解为计算机算法，从而有设计、分析、证明、实现的问题。实现密码体制（协议）就是我们经常讲的八个字：模型、算法、程序、测试。 二、课程设计步骤 课程设计步骤要求如下： 1.模型 从数学的角度看，解决任何问题都要建立一个数学模型，对于密码学来说更是如此。我们还可以认为，数据结构中的存储结构也是模型。于是这一部分的任务就是建立起问题的逻辑结构和存储结构，为算法设计和编码实现打下基础。 2.算法 这一部分对同学们的要求是能看懂书上的常用算法，并对其中的参数可以进行调整和设置，能实现和应用它们。 3.程序 编码实现得到程序。 4. 测试 5. 提交课程设计报告

三、课程设计报告编写要求 课程设计报告开头标明课程设计题目、设计者的班级、姓名、学号和完成日期，内容包括：模型、算法、程序、测试四个部分。 四、设计要求 可以只做第7题，不做第7题的要做第1题-第6题。 五、课程设计题目 大整数运算包的设计与实现 1．问题描述 大整数运算是现代密码学算法实现的基础，重要性不言而喻。大整数我们指的是二进制位512、1024和2048的数，一般的语言不支持。 2．基本要求 以类库头文件的形式实现。 3．实现提示 在选择了大整数的存储结构之后，主要实现以下运算： ①模加； ②模减； ③模乘； ④模整除； ⑤模取余。这五种运算模拟手算实现。 ⑥幂模：利用“平方-乘法”算法实现。 ⑦GCD：利用欧几里得算法实现。 ⑧乘法逆: 利用扩展的欧几里得算法实现。 ⑨素数判定与生成：概率性素数产生方法产生的数仅仅是伪素数，其缺点在于，

质量管理-张

《质量管理统计方法》实验报告一 院系数学与统计学院 专业应用统计学 姓名张逸枫 学号20131387056 指导教师张斌 二Ｏ一六年四月二十五日

实验目的： 掌握假设检验，以及过程能力指数的求解，并要求熟练运用minitab软件进行分析。实验内容： 书64页12、13、14及16题 实验过程： 12.有一批枪弹出厂时的初速（单位；米/秒）服从正态分布N（950，），经过一段时间储存后，取9发进行试射，得初速的观察值为： 914 920 910 934 953 945 912 924 940 据经验，枪弹储存后的初速仍服从正态分布，能否认为这批枪弹的初速有显著降低。（取=0.05） 解：设原假设 H储存后初速仍服从正态分布N（950，） 备选假设H1：储存后初速小于950 过程：打开minitab，输入数据，选择协助—假设检验，选择单样本 得出结果

，不服从原假设,接受储存后初速小于950。 13.某公司产品的一个关键参数服从正态分布，为提高该关键参数，一位工程师建议在生产的最后增加一道工序，为检验这道工序是否有用，决定从所生产的产品中随机抽取7件，先测起参数值，然后经过新的这道工序加工后再测其参数，结果如下表，试问再=0.05水平下能否认为这道工序对提高参数值有用？ 解：设原假设：新工序对提高参数无显著作用 备选假设：新工序对提高参数有显著作用 打开minitab, 输入数据，协助—假设检验，选择双样本t，选择

确定，得出结果 30 252015C1 C2 C1 的均值并不显著小于 C2 的均值 (p > 0.05)。 > 0.5 0.1 0.050 否 是 P = 0.228 2 -2 -4 -6 前查找异常数据。 -- 数据分布: 比较样本的位置和均值。用于在解释检验结果之间。 定性。您可以 90% 确信实际差值介于 -5.7672 和 2.3100-- 置信区间: 通过估计样本数据的差值量化与之相关的不确的均值小于 C2。 -- 检验: 没有足够的证据断定，显著性水平为 0.05 时，C1样本数量77均值 22.529 24.257 90% 置信区间(20.20, 24.85) (20.605, 27.909) 标准差 3.1663 4.9729 统计量 C1 C2 -1.7286 (-5.7672, 2.3100) 均值之间的差值* 90% 置信区间 * 所定义的差值为 C1 - C2。 C1 和 C2 的均值的双样本 t 检验 汇总报告 数据分布 比较样本的数据和均值。 均值检验C1 是否小于 C2？ 差值的 90% 置信区间区间是否包含零？ 注释 可知，接受原假设：新工序对提高参数无显著作用。 14.某产品的质量特征X(单位：厘米)服从正态分布，规范限为[90,110]. （1）若该过程的标准差的估计σ ?=2.5，求c ?p ; （2）若该过程均值的估计为μ? =107，求 c pk ?；

环境生物学-考试重点

名词解释 1）环境生物学：是研究生物与受人类干扰的环境之间的相互作用规律及其机理的科学，是环境科学的一个分支科学。 2）环境污染：是指有害物质或因子进入环境，并在环境中扩散、迁移、转化，使环境系统结构与功能发生变化对人类以及其他生物的生存和发展产生不利影响的现象。 3）优先污染物：在众多污染物中筛选出潜在危险大的作为优先研究和控制对象，称之为优先污染物。 4）污染物的生物地球化学循环：就是生物的合成作用和矿化作用所引起的污染物周而复始的循环运动过程。 5）生物运转：是指环境污染物经各种途径和方式同生物机体接触而被吸收、分布和排泄等过程的总称。 6）生物浓缩：是指生物机体或处于同一营养级上的许多生物种群从周围环境中蓄积某种元素或难以分解的化合物，是生物体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象，又称生物学浓缩，生物学富集。 7）生物积累：是指生物在其整个代谢活跃期通过吸收、吸附、吞噬等各种过程，从周围环境中蓄积某种元素或难以分解的化合物，以至随着生长发育，浓缩系数不断增大的现象，又称生物学积累。 8）生物放大：指在生态系统中，由于高营养级生物以低营养及生物为食物，某种元素或难分解的化合物在生物机体中的浓度随着营养级的提高而逐步增大的现象，又称生物学放大。 9）靶器官：污染物进入机体后，对各器官并不产生同样的毒作用，而只对部分器官产生直接毒作用，这些器官称为靶器官。 10）生物测试：指系统的利用生物的反应测定一种或多种污染物或环境因素单独或联合存在时，所导致的影响或危害。 11）毒性：是指有毒物质接触或进入机体后，引起生物体的易感部位产生有害作用的能力。 12）最大无作用剂量：指化学物在一定时间内，按一定方式与机体接触，按一定的检测方法或观察指标，不能观察到任何损害作用的最高剂量。 13）最小有作用剂量：是指能使机体发生某种异常变化所需的最小剂量，即能使机体开始出现毒性反应的最低剂量。 14）急性毒性试验：是研究化学物质大剂量一次染毒或24小时内多次染毒动物所引起的毒性试验。其目的是在短期内了解该物质的毒性大小和特点，并为进一步开展其他毒性试验提供设计依据。 15）亚慢性毒性试验：是在相当于生物周期1-30——1-20时间内使动物每日或反复多次受试物的毒性试验。其目的是为进一步对受试物的主要毒作用、靶器官和最大无作用剂量或中毒阈剂量作出评估。 16）慢性毒性试验：是指以低剂量外来化合物，长期与实验动物接触，观察其对试验动物所产生的生物学效应的实验。通过慢性毒性试验，可确定最大无作用剂量，为制定人体每日允许摄入量和最高容许浓度提供毒理学依据。17）蓄积毒性试验：低于中毒阈剂量的外来化合物，反复多次的与机体持续接触，经一定时间后使机体出现明显的中毒表现，即为蓄积毒性试验。 18）BOD：是指在20摄氏度条件下，微生物好氧分解水样（废水或受污染

密码学基础实验报告模板

西安邮电大学 通信与信息工程学院 密码学报告 专业班级： 学生姓名： 学号(班内序号): 2015年 12月 25 日 —————————————————————————— 装 订 线———————————————————————————————— 报告份数：

实验一棋盘密码 一.实验目的 编写实现棋盘密码体制的程序并进行验证 二.实验要求 1．能对明文中出现的26个英文字母（包括大小写）及标点符号等加密。2．从键盘输入密钥并输出棋盘进行验证。 3．能对给定的明文或密文进行正确的加密和解密。 三.实验原理 古代最早的棋盘密码体制是这样的：将26个字母排列在一个5*5的方格里，其中i 和j填在同一个里，每个字母对应一数αβ，其中αβ分别是该字母所在的行、列标号。这样就可以将明文的字母集合转换成密文的数字集合。 四.实验步骤 1.编写实现棋盘密码体制的程序，包括加密和解密。 2.运行程序，输入棋盘密钥。 3.选择加密，并输入明文，根据棋盘验证加密结果是否正确。 4.选择解密，并输入密文，根据棋盘验证解密结果是否正确。 5．流程图： 五.实验结果

实验二仿射密码 一.实验目的 编写实现仿射密码体制的程序并进行验证。 二、实验要求 1 给出仿射密码的的加密程序。 2 要求密钥从键盘输入。 3 掌握仿射密码的密码译制，弄清其加密过程。 三、实验原理 令P = C = Z26 , K = { (a,b) ∈Z26 * Z26 },对任意的(a , b) ∈K，定义：加密：y = e k(x) = (a * x + b) mod 26, 解密：d k(y) = a -1 ( y - b) mod 26 . a , b 为密钥，密钥空间为26 ×26。 在加密的过程中，要使所加密有唯一的解，必须满足a 与26互素。这是由下面的定理得出。 定理：设 a ∈Z m , a 为任意的，b ∈Z m ,同余方程: a * x ≡ b mod m 有唯一解的充要条件是：a 与m 互素。 四、实验流程

质量管理与可靠性实验报告

实验1 工序能力调查实验 一、实验目的 掌握数据的抽样方法以及质量数据的统计分析方法，熟练操作Minitab软件，掌握统计分析图形的绘制，理解工序不合格品率与工序能力指数的关系。 二、实验仪器 装有Minitab软件的计算机。 三、实验步骤 实验内容： 收集待分析质量数据50组，用Minitab软件对质量数据进行分析，绘制相关分析图形，并根据分析结果估算工序不合格品率。 实验步骤： 在4M1E条件基本相同的前提下，收集待分析质量数据50组。 1.用Minitab软件对质量数据进行分析（分布规律和变化趋势，进行正态性检验）； 2.用软件绘制相关分析图形并根据分析结果估算工序不合格品率。 四、实验结果 1.绘制直方图；

2.分布形状拟合； 如上图所示，成份C的数据分布曲线是近似正态分布。 3.成份C的数据变化趋势分析 4.工序能力

5.估计工序不合格品率 p=2-Ф[3C p（1+k]-Ф[3C p（1-k]=2-0.934389-0.855587=0.210024 实验2 工序质量控制实验 一、实验目的 掌握质量控制图的原理及绘制方法，掌握控制图的判异准则，学会根据控制图对工序状态进行判断。 二、实验仪器 装有Minitab软件的计算机。 三、实验内容及步骤 实验内容： 利用实验一收集数据，对其进行分组数据分组，应用Minitab的Control Chart模块，绘制工序控制图（xbar-s）并根据控制图对工序状态进行判断。 该钢铁公司内部采取以下判异准则来检验异常原因： 检验1：有1 个点离开中心线的距离超过3 倍标准差 检验2：连续7 个点在中心线的同一侧 检验3：连续7 个点有上升趋势或下降趋势 实验步骤： 1.收集50组车轴钢成份（C、Si、Mn、P、S、Al）化验数据

弹簧质量阻尼系统的建模与控制系统设计

分数: ___________ 任课教师签字：___________ 华北电力大学研究生结课作业 学年学期：第一学年第一学期 课程名称：线性系统理论 学生姓名： 学号： 提交时 目录 目录 (1) 1 研究背景及意义 (3) 2 弹簧-质量-阻尼模型 (3) 2.1 系统的建立 (3) 2.1.1 系统传递函数的计算 (4) 2.2 系统的能控能观性分析 (6) 2.2.1 系统能控性分析 (6) 2.2.2 系统能观性分析 (7) 2.3 系统的稳定性分析 (7) 2.3.1 反馈控制理论中的稳定性分析方法 (7) 2.3.2 利用Matlab分析系统稳定性 (8) 2.3.3 Simulink仿真结果 (9) 2.4 系统的极点配置 (10) 2.4.1 状态反馈法 (10) 2.4.2 输出反馈法 (11) 2.4.2 系统极点配置 (11)

2.5系统的状态观测器 (13) 2.6 利用离散的方法研究系统的特性 (15) 2.6.1 离散化定义和方法 (15) 2.6.2 零阶保持器 (16) 2.6.3 一阶保持器 (17) 2.6.4 双线性变换法 (18) 3.总结 (18) 4.参考文献 (19)

弹簧-质量-阻尼系统的建模与控制系统设计 1 研究背景及意义 弹簧、阻尼器、质量块是组成机械系统的理想元件。由它们组成的弹簧-质量-阻尼系统是最常见的机械振动系统，在生活中具有相当广泛的用途，缓冲器就是其中的一种。缓冲装置是吸收和耗散过程产生能量的主要部件，其吸收耗散能量的能力大小直接关系到系统的安全与稳定。缓冲器在生活中处处可见，例如我们的汽车减震装置和用来消耗碰撞能量的缓冲器，其缓冲系统的性能直接影响着汽车的稳定与驾驶员安全；另外，天宫一号在太空实现交会对接时缓冲系统的稳定与否直接影响着交会对接的成功。因此，对弹簧-质量-阻尼系统的研究有着非常深的现实意义。 2 弹簧-质量-阻尼模型 数学模型是定量地描述系统的动态特性，揭示系统的结构、参数与动态特性之间关系的数学表达式。其中，微分方程是基本的数学模型，不论是机械的、液压的、电气的或热力学的系统等都可以用微分方程来描述。微分方程的解就是系统在输入作用下的输出响应。所以，建立数学模型是研究系统、预测其动态响应的前提。通常情况下，列写机械振动系统的微分方程都是应用力学中的牛顿定律、质量守恒定律等。 弹簧-质量-阻尼系统是最常见的机械振动系统。机械系统如图2.1所示， 图2-1弹簧-质量-阻尼系统机械结构简图 其中、表示小车的质量，表示缓冲器的粘滞摩擦系数，表示弹簧的弹性系数，表示小车所受的外力，是系统的输入即,表示小车的位移，是系统的输出，即，i=1,2。设缓冲器的摩擦力与活塞的速度成正比，其中，，，，，。 2.1 系统的建立

环境生物学(考试)

一、名词解释： 1.优先污染物P26 ：在众多的污染物中筛选出的潜在危险大的作为优先研究和控制对象的污染物，称之为优先污染物或称为优先控制污染物。 2.污染物的迁移P28：指污染物在环境中发生的空间位置的移动及其引起的富集、分散和消失的过程。 3.生物污染P59：生物污染是指对人和生物有害的微生物、寄生虫等病原体和变应原等污染水、气、土壤和食品，影响生物产量和质量，危害人类健康，这种污染称为生物污染。 4.环境激素P87：环境中存在一些天然物质或人工合成的环境污染物具有动物和人体激素的活性，这些物质能干扰和破坏野生动物和人体内分泌功能，导致野生动物繁殖障碍，甚至能诱发人类重大疾病。这些物质被称为环境激素，或外源性雌激素，或环境内分泌干扰物。 5.生物迁移P29：污染物通过生物的吸收、代谢、生长、死亡等过程所实现的迁移，是一种非常复杂的迁移形式。 6.污染物的转化P34：污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用改变形态或转变成另一种物质的过程称为污染物的转化。 7.生物转化P43：生物转化指外源化合物进入生物机体后在有关酶系统的催化作用下的代谢变化过程。 8.生物转运P38：是指环境污染物经各种途径和方式同生物机体接触而被吸收、分布和排泄等过程的总称。 9.生物浓缩P51：指生物机体或处于同一营养级上的许多生物种群，从周围环境中蓄积某种元素或难分解化合物，使生物体内该物质的浓度超过环境中的浓度的现象，又称生物学浓缩，生物学富集。 ! 10.生物积累P51：指生物在其整个代谢活跃期间通过吸收、吸附、吞食等各种过程，从周围环境中蓄积某些元素或难分解化合物，以致随着生长发育，浓缩系数不断增大的现象，又称生物学积累。 11.生物放大P52：指在生态系统中，由于高营养级生物以低营养级生物为食物，某种元素或难分解化合物在生物机体中浓度随营养级的提高而逐步增大的现象，又称为生物学放大。 12.生物测试P95：指系统地利用生物的反应测定一种或多种污染物或环境因素单独或联合存在时所导致的影响或危害。 13.半数致死浓度（LC50）P100：指能引起一群动物的50%死亡的最低剂量或浓度。 14.半数效应浓度（EC50）P101：指引起50%受试生物的某种效应变化的浓度。通常指非死亡效应。 15.剂量—效应（反应）关系P100： 剂量-效应关系：不同剂量的化学物质在个体或群体中表现来的量效应大小之间的关系。 剂量-反应关系：不同剂量的化学物质与其引起的质效应发生率之间的关系 16.生物监测P140：生物监测是利用生物个体、种群或群落对环境污染或变化所产生的反应阐明环境污染状况，从生物学角度为环境质量的监测和评价提供依据。 17.指示生物P157：指示生物是指环境中对某些物质（包括进入环境中的污染物）能产生各种反应或信息而被用来监测和评价环境的现状和变化的生物。（不考） \ 18.环境生物技术P306：就是应用于认识和解决环境问题过程的生物技术体系，包括对环境污染效应的认识、环境质量评价和环境污染的生物处理技术等。 19.生物强化技术P333：生物强化技术（Bioaugmentation）或生物增强技术就是为了提高废水处理系统的处理能力，而向该系统中投加从自然界中筛选的优势种群并通过基因组合技术

应用密码学实验指导书

《应用加密算法与认证技术》实验指导书 实验一加密模式（一） [实验目的] 1.了解密码算法的分组链接模式。 2.掌握和理解ECB模式、CBC模式的结构和算法原理。 [实验内容] 1. 分析ECB模式和CBC模式的加密过程。 2. 用程序设计语言将算法过程编程实现。 3. 输入明文：I do like this book 加密算法E：异或⊕，密钥为cryption； 移位，密钥为5 两种填充模式：（1）0 （2）密文挪用 初始化向量IV：goodluck 用两种模式进行加密，输出相应的密文。 [实验步骤] 1. 预习ECB模式和CBC模式加密模式的算法。 2. 写出算法流程，用程序设计语言将算法过程编程实现。 3. 输入指定的明文、密钥或初始化向量，选择相应的填充模式，输出密文，验证结果。 4. 自己选择不同的输入，记录输出结果。 [问题讨论] 1. 总结两种加密模式的特点，错误扩散进行分析； 2. 分析实验中在编辑、编译、运行等各环节中所出现的问题及解决方法。 实验二加密模式（二） [实验目的] 1.了解密码算法的分组链接模式。

2.掌握和理解CFB模式、OFB模式的结构和算法原理。 [实验内容] 1. 分析CFB模式和OFB模式的加密过程。 2. 用程序设计语言将算法过程编程实现。 3. 输入明文：I do like this book 加密算法E：异或⊕，密钥为cryption； 移位，密钥为5 两种填充模式：（1）0 （2）密文挪用 初始化向量IV：goodluck 输出反馈位数n：8或16 用两种模式进行加密，输出相应的密文。 [实验步骤] 1. 预习CFB模式和OFB模式加密模式的算法。 2. 写出算法流程，用程序设计语言将算法过程编程实现。 3. 输入指定的明文、密钥或初始化向量，选择相应的填充模式，输出密文，验证结果。 4. 自己选择不同的输入，记录输出结果。 [问题讨论] 1. 总结两种加密模式的特点，错误扩散进行分析； 2. 分析实验中在编辑、编译、运行等各环节中所出现的问题及解决方法。 实验三素性检测 [实验目的] 1.公钥密码算法需要素数，任何合理规模的网络也需要许多这样的素数，了解如何对产生的随机数进行素性检测的方法。 2.掌握和理解Solovag-Strassen算法、Lehmann算法和Rabin-Miller素性检测算法的原理。 [实验内容]

质量管理实验报告

质量管理实验 实验一质量数据测定 一、实验任务 以减速器中的轴（输入轴和输出轴）为对象进行抽样检测，对测得的数据分别进行质量检验。 二、实验目的及训练要点 1）了解抽样的基本原理和方法。 2）了解测试仪器的选择、调整技巧。 3）了解测量数据的质量判定与检验。 三、实验内容 数据测试工作是工业企业生产的重要环节，是质量管理的一项基础工作，是确保产品质量的重要手段和方法，并且它可为各类质量问题的统计分析提供科学的依据，本次实验的主要内容包括： 1）外径千分尺的调整和校正。 2）游标卡尺的调整和校正。 3）减速器中各个轴（输入轴和输出轴）的外径宽度的抽样测量。 4）对所测数据进行处理和质量判定。 5）完成实验报告的攥写。 四、实验设备、仪器、工具及资料 外径千分尺1把，游标卡尺1把，减速器50个，标准件一组。

五、实验步骤 1.准备工作 1）熟悉“实验数据记录表”及检测仪器的使用方法。 2）准备所需资料，确定待选取的抽样方法及与之适宜的测量工具。 2.外径千分尺的调整和校正 外径千分尺主要用于工件的外尺寸测量。使用前应将测量面仔细擦净，检查或调整零位到正确位置。调整步骤如下： 1）校正或调整零位方法： 转动测力装置，使两测量面轻轻地接触（＞25mm的外径千分尺应用校对量杆校正），当听到棘轮摩擦声时，即为零位。若此时不是零位则将固定套管上的螺钉松开用扳手转动固定套管使零位对准，然后紧固固定套管上的螺钉； 2）压线或离线的调整： 当微分筒压线或离线超过标准规定时，则松开取下测力装置，并取下盖板，取下微分桶及锥套，将锥套向前移或向后退来调整压线或离线，锥套向前移调压线，锥套向后移调离线，调好后将微分筒，及锥套装上，零位对准，盖上盖板。将测力装置装上拧紧则调整完毕。 3）测量时必须使用测力装置，以恒定测量压力进行测量，禁止测量运动的被测物。 3.游标卡尺的调整和校正 游标卡尺用于工件的内、外尺寸，外尺寸、深度、台阶等尺寸的测量。

弹簧-质量-阻尼实验指导书

质量-弹簧-阻尼系统实验教学指导书 北京理工大学机械与车辆学院 2016.3

实验一：单自由度系统数学建模及仿真 1 实验目的 （1）熟悉单自由度质量-弹簧-阻尼系统并进行数学建模； （2）了解MATLAB 软件编程，学习编写系统的仿真代码； （3）进行单自由度系统的仿真动态响应分析。 2 实验原理 单自由度质量-弹簧-阻尼系统，如上图所示。由一个质量为m 的滑块、一个 刚度系数为k 的弹簧和一个阻尼系数为c 的阻尼器组成。系统输入：作用在滑块上的力f (t )。系统输出：滑块的位移x (t )。 建立力学平衡方程： m x c x kx f ??? ++= 变化为二阶系统标准形式： 22f x x x m ζωω?? ? ++= 其中：ω是固有频率，ζ是阻尼比。 ω= 2c m ζω= = 2.1 欠阻尼(ζ<1)情况下，输入f (t )和非零初始状态的响应： ()()sin()))] t t x t t d e ζωττζωττ +∞ --=? -= -+-?

2.2 欠阻尼(ζ<1)情况下，输入f(t)=f0*cos(ω0*t) 和非零初始状态的的响应： 022 3 00 22222 00 222222 2 ()cos(arctan()) 2f [(0)]cos() [()(2)] sin( t t x t t x e k e ζω ζω ζωω ω ωω ζωω ωωζωω - ? - =- - ++ -+ +) 输出振幅和输入振幅的比值：A= 3 动力学仿真 根据数学模型，使用龙格库塔方法ODE45求解，任意输入下响应结果。 仿真代码见附件 4 实验 4.1 固有频率和阻尼实验 （1）将实验台设置为单自由度质量-弹簧-阻尼系统。 （2）关闭电控箱开关。点击setup菜单，选择Control Algorithm，设置选择Continuous Time Control，Ts=0.0042，然后OK。 （3）点击Command菜单，选择Trajectory，选取step,进入set-up,选取Open Loop Step 设置(0)counts, dwell time=3000ms,(1)rep, 然后OK。此步是为了使控制器得到一段时间的数据，并不会驱动电机运动。 （4）点击Data菜单，选择Data Acquisition,设置选取Encoder#1 ，然后OK离开；从Utility菜单中选择Zero Position使编码器归零。 （5）从Command菜单中选择Execute，用手将质量块1移动到2.5cm左右的位置（注意不要使质量块碰触移动限位开关），点击Run, 大约1秒后，放开手使其自由震荡，在数据上传后点击OK。 （6）点击Plotting菜单，选择Setup Plot，选取Encoder #1 Position；然后点击Plotting 菜单，选择Plot Data，则将显示质量块1的自由振动响应曲线。 （7）在得到的自由振动响应曲线图上，选择n个连续的振幅明显的振动周期，计算出这段振动的时间t，由n/t即可得到系统的频率，将Hz转化为rad/sec即为系统的振动频率ω。

环境生物学考试内容 修复的

绪论 1.三个环境的概念，尤其是“环境科学”中的“科学” 一般工具书中定义的“环境”是指人以外的客观事物，将环境作为一种人以外的客观存在来加以定义，如新华字典中定义为：周围的一切事物。 环境科学术语的“环境”的中心事物是“人”，是以人类为主体的外部世界，是“人类生存的环境”，在此基础上定义：影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总和。 生态学中“环境”研究的中心事物是“生物”，则环境是以整个生物界的生命为主体，是“生物生存的环境”，可定义：直接或间接影响生物生存和发展的各种因素的总和。 2.“环境”具有相对性，在不同的学科中含义不同，主体的改变往往导致环境概念含义的不同。人类是环境发展到一定阶段的产物，环境是人类生存的物质基础，环境在影响人类生产、生活的同时，人类也在不断地利用和改造自然环境。故人类和环境密切联系，相互作用。 3.环境问题：主要分为环境污染和生态破坏。指由于人类活动作用于人们周围的环境所引起的环境质量变化，以及这种变化反过来对人类生产、生活和健康的影响问题。其产生是人类社会发展到一定阶段人类与环境矛盾激化的产物。其实质是由于人类活动超出了环境的承受能力，对其所赖以生存的自然生态系统的结构和功能产生了破坏作用，导致人与其生存环境的不协调。 重大环境问题 （1）温室效应：大气中的温室气体（二氧化碳、甲烷等）覆盖在地球表层，它们能吸收来自太阳的短波辐射，同时吸收地球发出的长波红外辐射，因而可以像玻璃温室一样使地球保持与积蓄热量，引起地球表面温度上升，发生所谓的“温室效应” 危害：：（1）海平面上升（2）影响农业和自然生态系统（3）加剧洪涝、干旱等气候灾害（4）影响人类健康 （2）臭氧层的破坏：臭氧层的减少是人类活动所引起的，尤其是氯原子能催化抽样的分解，因而打破了臭氧的自然平衡。（到达平流层的氯主要是人们排放的氯氟烷烃CFC和含溴卤代烷烃，如应用在冷冻机、电冰箱及高级电子元件做清洁剂的弗利昂，均对臭氧层产生威胁）危害：1）使皮肤癌和白内障患者增加，损坏人的免疫力，使传染病的发病率增加。（2）破坏生态系统，植物减产，减少动物寿命，水生系统破坏；（3）引起新的环境问题。 （3）酸雨：酸雨是有于大气中二氧化硫和一氧化氮在强光照射下，进行光化学作用，并和水汽结合而形成。主要成分为硫酸和硝酸。这些强酸在雨水中解离，是雨雪的pH下降，一般将小于5.6的雨称为酸雨 危害：酸雨能直接伤害植物，导致农作物明显减产。也能引起土壤性质改变，主要是使土壤酸化，影响生物数量和群落结构，抑制硝化菌、固氮菌等的活动，是有机物的分解、固氮过程减弱，因而土壤肥力降低，生物生产力明显下降。 （4）有毒物质污染：有毒物质是指对生态系统和人类健康有毒害作用的物质排放到环境中而引起的危害。 环境生物学的研究方法主要有以下三类：野外调查和试验、实验室试验、模拟研究 4.解决环境问题的根本途径是调节人类社会活动与环境的关系。要真正实现这种调节必须具备下列条件：掌握自然生态规律，通晓环境变化过程，能预测人类活动引起的环境影响，运用规律去利用自然资源、改造自然。 第一章环境污染物在生态系统中的行为 1.环境污染分类：按环境要素分——大气污染、水体污染、土壤污染；污染物性质——生

密码学基础-实验指导书

五邑大学本科生实验指导书 《密码学基础》实验指导书 课程名称：密码学基础 课程编号： 课程性质：专业选修课 课程总学时：48 实验总学时：8 任课教师：高伟峰

一、实验教学目的和基本要求 《密码学基础》是计算科学与技术本科专业开设的一门专业选修课，本课程的主要目标是让学生学习和了解密码学的一些基本概念，理解和掌握一些常用密码算法，包括加密和解密、认证理论及算法、安全计算原理及算法，学会进行效率分析和安全性分析。密码学是信息安全的核心技术，是实现安全通信的基础，所以实验和理论一样都很重要，实验能够让学生通过多个密码算法的程序设计实现，更好地掌握密码算法设计的机理和方法，熟悉网络攻击和防范方法。同时，基于密码系统设计的基本方法和基本步骤，帮助学生理解密码学在信息安全中的地位，并引导了解密码学领域及信息安全领域的新进展、新方向。具体要求如下： 1．要求学生在上机前对本次实验的原理、内容、方案进行充分准备。 2．每次实验必须按要求的格式撰写《实验报告》，内容大体包括：实验目的、实验内容、实验及算法原理、程序清单、结果分析、总结。 3．实验成绩作为平时成绩的一部分。 二、实验内容及学时分配 实验一 古典密码学实验（2学时） 一、实验目的 通过实现简单的古典密码算法，理解密码学的相关概念如明文（plaintext ）、密文（ciphertext ）、加密密钥(encryption key)、解密密钥（decryption key ）、加密算法(encryption algorithm)、解密算法(decryption algorithm)等。 二、实验内容 1）用C\C++语言实现仿射变换（Affine ）加/解密算法；2）用C\C++语言实现统计26个英文字母出现的频率的程序；3）利用仿射变换加/解密程序对一段较长的英文文章进行加密，再利用统计软件对明文和密文中字母出现的频率进行统计并作对比，观察有什么规律。 放射变换： 加密：()26mod ,b am m E c b a +== 解密：()()26mod 1 ,b c a c D m b a -==- 其中a, b 为密钥，25,0≤≤b a ，且gcd(a, 26)=1 实验要求：加/解密程序对任意满足条件的a 、b 都能够处理。

弹簧-质量-阻尼模型

弹簧-质量-阻尼模型

弹簧-质量-阻尼系统 1 研究背景及意义 弹簧-质量-阻尼系统是一种比较普遍的机械振动系统，研究这种系统对于我们的生活与科技也是具有意义的，生活中也随处可见这种系统，例如汽车缓冲器就是一种可以耗减运动能量的装置，是保证驾驶员行车安全的必备装置，再者在建筑抗震加固措施中引入阻尼器，改变结构的自振特性，增加结构阻尼，吸收地震能量，降低地震作用对建筑物的影响。因此研究弹簧-质量-阻尼结构是很具有现实意义。 2 弹簧-质量-阻尼模型的建立 数学模型是定量地描述系统的动态特性，揭示系统的结构、参数与动态特性之间关系的数学表达式。其中，微分方程是基本的数学模型， 不论是机械的、液压的、电气的或热力学的系统等都可以用微分方程来描述。微分方程的解就是系统在输入作用下的输出响应。所以，建立数学模型是研究系统、预测其动态响应的前提。通常情况下，列写机械振动系统的微分方程都是应用力学中的牛顿定律、质量守恒定律等。 弹簧-质量-阻尼系统是最常见的机械振动系统。机械系统如图2.1所示，

图2.1 弹簧-质量-阻尼系统简图 其中1 m ，2 m 表示小车的质量，i c 表示缓冲器的粘滞摩擦系数，i k 表示弹簧的弹性系数，i F （t ）表示小车所受的外力，是系统的输入即i U （t ）=i F （t ）,i X (t)表示小车的位移，是系统的输出，即i Y （t ）=i X (t)，i=1,2。设缓冲器的摩擦力与活塞的速度成正比，其中1m =1kg ，2 m =2kg ，1k =3k =100N/cm ，2k =300N/cm ，1c =3 c =3N ?s/cm ，2 c =6N ?s/cm 。 由图 2.1，根据牛顿第二定律,，建立系统的动力学模型如下： 对1 m 有： （2-1） 对2 m 有： （2-2） 3 建立状态空间表达式 令3 1421122 ,,,x x x x u F u F ====,则原式可化为：

环境生物学复习试题1

复习题 一、名词解释（5个，10分） 光化学烟雾：参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象叫做光化学烟雾。 氧化应激（OS）是指体内氧化与抗氧化作用失衡，倾向于氧化，导致中性粒细胞炎性浸润，蛋白酶分泌增加，产生大量氧化中间产物。氧化应激是由自由基（活性氧自由基(ROS)和活性氮自由基RNS)在体内产生的一种负面作用，并被认为是导致组织损伤、衰老和疾病的一个重要因素。 共代谢作用：只有在初级能源物质存在时微生物才能进行有机物的生物降解过程。 硝化作用：是好氧条件下在无机化能硝化细菌作用下氨被氧化成硝酸盐的过程。 生物转化：指污染物进入生物机体后在有关酶系统的催化作用下, 发生一系列化学变化并形成一些分解产物或衍生物的代谢变化过程。 氧垂曲线：在河流受到大量有机物污染时，由于有机物这种氧化分解作用，水体溶解氧发生变化，随着污染源到河流下游一定距离内，溶解氧由高到低，再到原来溶解氧水平，可绘制成一条溶解氧下降曲线，称之为氧垂曲线。 固定化酶：通过物理吸附法或化学键合法将水溶性酶和固态的不溶性载体相结合，使酶变成不溶与水但仍保催化活性的衍生物。 BOD5 每日容许摄入量（ADI）最高容许浓度（MAC）PM2.5 混合功能氧化（MFO）相Ⅰ反应相Ⅱ反应污泥负荷（Ls）污泥沉降比（SV） 二、填空（每空1分，共约40分） 1．土壤中，硫酸盐在硫酸盐还原菌的作用下，将硫酸盐还原成硫化氢。 2．污染物经完整皮肤吸收，脂／水分配系数接近的化合物最容易经皮肤吸收。 3.微宇宙法是研究污染物在生物、、生态系统和生物圈水平上的生物效应的一种方法。标准化水生微宙的实验容器为L。 4.大肠菌群是较好的水质粪便污染的指示菌，其检验方法有和两种。 5.MFO代谢有机化合物，转化成低毒易溶的代谢产物排出体外，但有的则变成高毒甚至致癌物。 6.劣质磷肥，除含大量重金属外，三氯乙醛的含量也很高；氯乙醛在土壤微生物的作用下，迅速转为，其毒性大于三氯乙醛。 7.排泄主要途径是，随尿排出；其次是经通过消化道，随粪便排出，挥发性化学物还可经呼吸道，随呼出气排出。 8.对于能发生生物浓缩的外源性物质必须满足以下两个条件：(1) 难以生物降解(2) 具有亲脂性。 9．铅被机体吸收后90%沉积在骨骼中；有机氯农药蓄积在脂肪组织中。 10．生物对环境的污染效应有①病原微生物的危害，能使人动物及植物致病；②水体富营养化；③污染生物的代谢产物，使其他生物中毒，食品污染等。 11．评价微生物污染状况的指标可用细菌总数和链球菌总数；测定大气污染的细菌总数的方法有：沉降平皿法；吸收管法；撞击平皿法；滤膜法。 12．一定剂量的化学物质A和B分别引起某动物15％和40％的死亡率，经A和B同时作用于100只活的动物，若A和B具有独立作用，那么将死亡只；若A和B具有相加作用，那么将死亡只。 13.为了探明环境污染物对机体是否有蓄积毒作用，致畸、致突变、致癌等作用，随着毒理

弹簧质量阻尼系统模型

自动控制原理综合训练项目题目：关于MSD系统控制的设计 目录 1设计任务及要求分析 (2) 初始条件 (2) 要求完成的任务 (2) 任务分析 (3) 2系统分析及传递函数求解 (3) 系统受力分析 (3) 传递函数求解 (8) 系统开环传递函数的求解 (8) 3.用MATLAB对系统作开环频域分析 (9) 开环系统波特图 (9) 开环系统奈奎斯特图及稳定性判断 (10) 4.系统开环频率特性各项指标的计算 (11) 总结 (13) 参考文献 (13)

弹簧-质量-阻尼器系统建模与频率特性 分析 1设计任务及要求分析 初始条件 已知机械系统如图。 1k y p 2k x 图 机械系统图 要求完成的任务 （1） 推导传递函数)(/)(s X s Y ，)(/)(s P s X ， （2） 给定m N k m N k m s N b g m /5,/8,/6.0,2.0212==?==，以p 为输入)(t u （3） 用Matlab 画出开环系统的波特图和奈奎斯特图，并用奈奎斯特判据分析系 统的稳定性。 （4） 求出开环系统的截止频率、相角裕度和幅值裕度。 （5） 对上述任务写出完整的课程设计说明书，说明书中必须进行原理分析，写清

楚分析计算的过程及其比较分析的结果，并包含Matlab 源程序或Simulink 仿真模型，说明书的格式按照教务处标准书写。 任务分析 由初始条件和要求完成的主要任务，首先对给出的机械系统进行受力分析，列出相关的微分方程，对微分方程做拉普拉斯变换，将初始条件中给定的数据代入，即可得出 )(/)(s X s Y ，)(/)(s P s X 两个传递函数。由于本系统是一个单位负反馈系统，故求出的传 递函数即为开环传函。后在MATLAB 中画出开环波特图和奈奎斯特图，由波特图分析系统的频率特性，并根据奈奎斯特判据判断闭环系统位于右半平面的极点数，由此可以分析出系统的稳定性。最后再计算出系统的截止频率、相角裕度和幅值裕度，并进一步分析其稳定性能。 2系统分析及传递函数求解 系统受力分析 单自由度有阻尼振系的力学模型如图2-1所示，包括弹簧、质量及阻尼器。以物体的平衡位置0为原点，建立图示坐标轴x 。则物体运动微分方程为 kx x c x m －＝－&&& （2-1） 式中 ： x c &-为阻尼力，负号表示阻尼力方向与速度方向相反。 图2-1 将上式写成标准形式，为 0=++kx x c x m &&& (2-2） 令p 2= m k , m c n =2, 则上式可简化为 022=++p x n x &&& (2-3)

密码学实验讲义及实验报告2014

密码学基础 实验指导书 黑龙江大学计算机科学技术学院 2013年3月

目录 前言........................................................................................................................... - 2 -要求与评分标准....................................................................................................... - 3 -1要求. (3) 2评分标准 (3) 实验1 古典密码的实现（3学时） .................................................................... - 4 -实验2 对称密钥密码体制的实现（6学时） .................................................... - 4 -实验3 公开密钥密码算法的实现（6学时） .................................................... - 5 -实验4 数字签名算法的实现（3学时） ............................................................ - 5 -附录1：实验报告格式 ........................................................................................... - 7 -

环境生物学题库

绪论： 1.环境科学：是研究人与环境相互作用的科学。目的在于揭示人与环境相互作用中存在的 规律。 温室效应：在大气层中，CO2对光辐射是透彻无阻的，但是能吸收红外线而阻挡红外辐射的通过，就像温室的玻璃罩一样，能量进来容易出去难，大气中CO2越多热外流越受阻，地球温度上升越快，这种现象称为“温室效应”。 臭氧层的破坏：大气平流层中CO2能阻止过量的紫外线到达地面，而人类活动引起氯氟烷烃和含溴卤代烷烃排放到平流层，氯原子催化O3的分解，打破了O3的自然平衡，导致O3“空洞”。 4.酸雨：主要成分是硫酸和硝酸，SO2、NO在强光下发生光化学作用并和水汽结合形成 （pH<5.6） 5.环境生物学：是研究生物与受人类干扰的环境之间相互作用规律及其机理的科学，是环 境科学一个分支。 环境生物学研究的对象及目的：研究生物与受人类干扰的环境间相互关系。⑴人类活动对生态系统造成的污染；⑵是人类活动对生态系统的影响和破坏。 主要研究：环境污染引起的生物效应和生态效应及其机理，生物对环境污染的适应及抗性机理，利用生物对环境监测和评价的原理和方法，生物成生态系统对污染的控制与净化的原理与应用；自然保护生物学和恢复生态学及生物修复技术。 目的：在于为人类维护生态健康，保护和改善人类生存与发展的环境，合理利用自然资源提空科学基础，促进环境和生物的互相关系以利于人类的生存和可持续发展。 研究方法：野外调查和实验，实验室实验，模拟研究。 主要任务：①阐明环境污染的生物学或生态学效应。 ②探索生物对环境污染的净化原理，提高生物对环境污染净化的效率。 ③探讨自然保护生物学和恢复生态学的原理与方法。 第一章 环境污染：是指有害物质或因子进入环境并在环境中扩散、迁移、转化，使环境系统结构与功能发生变化，对人类以及其他生物的生存和发展产生不利影响的现象。（加工业废水和生活污水排放）。 污染源：造成环境污染的污染物发生源称为污染源。向环境排放有害物质或对环境产生有害物质的场所。设备和装置。按来源分为天然污染源和认为污染源。 污染物：是进入环境后使环境的正常组成结构、状态和性质发生变化、直接或间接有害于人类生存发展的物质，是造成环境污染的重要物质组成，包括自然释放、人类活动产生。 污染物进入环境主要三条途径：①人类活动过程中无意释放②废物的排放(三废) ③人类活动过程中故意的应用(杀虫剂) 11.污染物迁移方式：①机械迁移（水、气、重力）②物理—化学迁移③生物迁移（食物链 放大积累） 污染物转化形式：物理转化、化学转化、生物转化→一方面可使污染物对生物毒性降低，甚至转为无毒；另一方面使污染物生物毒性增强或形成难降解。光化学烟雾：参与光化学氧化过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾现象。