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1、论文基于PIC18F26K80单片机的石英时钟的设计71、相关定义1.1、基本概念 我们知道,当被控对象的参数是已知的常数或者是变化较小以至可以忽略不 计的数据,通常采用常规的最优控制、反馈控制、模型匹配控制等方法,就能够 得到比较满意的控制效果。但是,当遇到被控对象的参数不明确,或是受到环境 条件的影响,参数发生较大波动的时侯,上面的控制方法就显得无能为力了。原 本处在某类最优指标状态下工作的系统由于对象参数的波动会使其不再是最优的 甚至会走向不稳定的状态。为了解决这些问题,保证系统工作在最优或者接近最 优的状态,自适应控制是行之有效的众方法之一。 自适应控制的结构框图如图 2-1 所示24
2、。 图 2-1 自适应控制系统框图 在工作过程中,上述系统首先根据参考输入、对象输出、控制输出、已知干 扰来测量对象的性能指标。随后和给定性能指标比较做出相应的决策。适应机构 通过改变系统参数来保证对给定的性能指标的跟踪。从而达到使系统工作在最优 或趋于最优的状态。这便是自适应系统的思想。 7 南昌航空大学硕士学位论文 第 2 章 自适应控制介绍 1.2、时钟同步的相关概念 同步的含义3是指两个或两个以上信号之间在频率或相位上保持某种特定关系,即信 号在相应的有效瞬间其相位差或频率差在约定的容许范围内。通信网的同步是通信网中各 数字通信设备内的时钟之间的同步。 同步可分为两种:比特同步、帧同步
3、。在数字网中同步的概念很好理解,就是数字网 信息工程大学硕士学位论文 第 5 页 中的各类设备的时钟保持同步。一般从层次上分三种:1.网络中各网元的 Rx 与 Tx(收、 发)保持同步称为点同步。2.将数个信号(同步信号)利用复用技术整合成1个线路信号, 成为线同步。3.在整个交换网范围内各网络节点间的相位和时钟频率都在规定的范围内, 称为网同步。 “漂移”、”抖动” 4是传输网中重要的时钟性能劣化事件。在数字传输系统中,定义 “抖动”为数字信号的重要时刻在时间上偏离其理想位置的短时间变动,即一个事件对其 理想位置出现的短暂偏离。抖动是一种脉冲位置的调制,也叫数字信号的相位噪声。在这 个定义中
4、的重要时刻是个最佳采样时刻,是一个周期为 T1 的位置的最佳采样时刻。我们 希望在T的整数倍位置出现,但实际上并不全是。 在图3中,周期性抖动的定义得到了良好的表述,可以看到实际信号沿理想信号附近 做周期性移动。抖动的单位是UI单位间隔,不同于相位噪声。它与T(信号周期)相当, 等于360度。 例如:有一个活动 E,第 n 次出现列为 tEn。这样可以将瞬时抖动用下面的公式表 示: 假设进行一系列测量,包含N个Peak to Peak抖动值,其中使用max与min瞬间抖动测 量值计算: (2) 低频抖动与高频抖动的划分一般以10 Hz为分界点,漂移属于低频抖动。传输网中一 些特殊部分都会表现出
5、抖动和漂移产生的影响。 图 3 抖动表示图 1.3、传输网及同步的相关概念 2.1 传输网的组成及常见组网方式2.1 传输网的组成及常见组网方式 早期传输网多采用PDH系统,后来逐渐向大规模光纤SDH网络、干线密集波分系统演 化。SDH技术最初是为了承载时分复用模式业务(TDM)而设计制定的,此系统具有很高的 可靠性、较强的可控性、良好的扩展性能,并且具备完善的网络体制,在目前的传输网系 统中占据主导地位。 PDH 系统多为点对点系统、星型系统,而 SDH 系统具有良好的高保护性的自愈环网类 型,如:两纤单向通道保护环、两纤单向复用段保护环、两纤双向通道保护环、四纤双向 复用段保护环等等。而密
6、集波分系统(DWDM系统)相对比较简单,但也具备相当的安全性 能。 SDH 系统与 PDH 相比有着明显的优越性,SDH 系统容量大、标准化、网络管理功能比 较完善,组网能力强大,性能高,并且具有网络自愈能力等,比传统的传输网络更适应新 一代电信通信网的发展要求,从而决定PDH系统最终将会被SDH网络取代。 “同步多路复用技术”是 SDH 采用的主要技术,在传输中引入了”数据块(帧)”的 概念,信号被复用组成一个帧进行传输。基本帧结构如下图所示: 图 1 SDH帧结构 SDH 数据帧中 S1 字节2是开销字节中的同步状态标志字节,又称 SSM 字节,STM-N 的 同步状态用该字节的58比特通
7、过消息编码来表示,并且同步网的保护倒换也由其帮助完 成。 信息工程大学硕士学位论文 第 4 页 图 2 STM-1 SOH字节图 DWDM 技术是目前正在被广泛利用并飞速发展的一项技术,它利用单模光纤的带宽以及 低损耗的特性,采用多个波长作为载波,在一根光纤上传输多路光波长信号。其容量一般 较大。 PDH、SDH、DWDM 三种制式,它们在同步特性、组网方式及特性可总结如下表: 表 1 常见传输网特性对比表 制式 同步特性 特点 组网方式 PDH 准同步 网络结构简单,主从关系明确,安全性差,网 管功能欠缺,时钟链路监控、故障排除难度大 多为点对点、树型或 星型连接方式 SDH 同步 大容量、
8、标准化、完善的网络管理功能,强大 的组网能力,高性能网络自愈能力等特点 单链和各类环网 DWDM 波分复用, 通明传输 容量非常大 简单,多为链型 1.4、时钟定义 当前主流EDA工具在时钟生成方式上几乎一致,通过create_clock或 create_generated_clock命令即可生成时钟定义,其属性组成如表 2.1所示。 表 2.1 用 create_clock 对时钟作定义 属性 说明 时钟名(name) 用于命名生成的时钟 时钟源(source) 一般为锁相环(PLL)或专门的时钟处理模块的输出端 周期(period) 时钟从 0 到 1,回到 0 直至下一个跳变到 1 前的
9、时间 波形(waveform) 定义时钟的高电平时间,利用波形可以定义复杂的时钟 上升沿(rising) 从 0 到 1 的跳变时间,用于定义非理想时钟的上升沿时间 下降沿(falling) 从 1 到 0 的跳变时间,用于定义非理想时钟的下降沿时间 举个例子,通过create_clock -name CLK -preriod 20 可以定义一个命名为 CLK、周期为 20ns、频率为 50MHz的理想时钟,其上升和下降沿时间均为 0。图 2.1是该时钟的波形图。 图 2.1 理想时钟的波形例子 第 9 页 国防科学技术大学研究生院工程硕士学位论文 1.5、钾长石概念及其用途酸盐类非金属矿物,
10、其通常都包含在 KAlSi3O8 NaAlSi3O8 CaAl2Si2O8所组成的三元组分中,即长石是由钾长石(Or)、钠 长石(Ab)、钙长石(An)这三种最基本的长石端员分子所组成1。其中,钾长 石 KAlSi3O8按照晶体结构和成分的不同,又可以分为正长石、透长石和微斜长 石,钾长石的理论化学成分为 K2O 16.9%,SiO264.7%,Al2O318.4%2。 钾长石作为一种非常重要的非金属矿产资源,地球上分布广泛,储量丰富, 具有十分广泛的应用,其主要用于玻璃和陶瓷的生产中。在玻璃行业中,钾长石 主要提供形成玻璃所需的氧化钾、氧化钠、氧化铝等氧化物,降低玻璃熔融温度, 减少了纯碱用
11、量,提高了玻璃的化学稳定性,以及玻璃的韧性和抗冲击强度,其 用量占到了总用量的 50%60%3-7;在陶瓷工业中,钾长石可以形成熔体相, 降低坯体的熔化温度和烧成温度,同时钾长石熔体能熔解部分高岭土和石英矿 物,形成莫来石的晶体,使得坯体有较强的机械强度和较好的化学稳定性,其用 量占到总用量的 30%8-11;除了以上两种主要用途外,钾长石还被用于制取钾肥 12-17,制备雪硅钙石18, 19,烧制微晶玻璃20-22,制备矿物聚合材料23等方面。 其详细应用如下表 1-1 所示。 表 1-1 钾长石的主要用途24 应用领域 主要用途 玻璃及玻璃制品 钾长石作为玻璃原料,可降低玻璃的熔化温 度,
12、节约纯碱用量 陶瓷 生产陶瓷、搪瓷、电瓷的坯料(配入 20% 40%)和釉料(配入 20%70%)的主要原料 水泥 是生产白水泥的原料之一 农药 是制造钾肥的一种原料 化工 磨碎的长石适于作乳胶、涂料、氨基甲酸乙 酯和丙烯类的填充料 磨料 粉状长石用于磨具磨料工业 其他方面 造纸、耐火材料、机械制造、涂料、电焊条 的填料 1 成都理工大学硕士学位论文 1.6、二维电势的定义 考虑上下表面电极电势的边界条件,二维电势将重新定义46 (b ) =bn ( n), n=0(4.2) ( b ) = ( b) n ( n), n=0 式中, (b )和 ( b )为上下表面的驱动电压。对(4.2)中的
13、两式相加可以消掉奇次项,对 (4.2)中的两式相减可以消掉偶次项。因此,零阶和一阶电势可为 (0) = b2( n +1 ) (2 n+2) 0, n=0 (1) (4.3) = 12( n 1) (2 n3)b b+ +, n=0 其中 45 宁波大学硕士学位论文 = 1 02 (b ) + ( b), 1(4.4) 1 = 2 (b ) ( b). 将(4.4)代回(4.1)中可得 = + x2 + 2( +1 ) 2( +1 ) (2 + 2) +(2 +3)0 b1 ( x2 n b n )( n xn 2),n=0 (4.5) 对(4.5)截断到3 阶可得 = + x2 + 2 2
14、(2) + 2 2 (3) 0 b1 ( x 2 b ) x2 ( x2 b) .(4.6) 对于三阶近似可以得到 = ( x 2 b 2 ) (2) + x ( x 2 b2 ) (3) 2 2 2, E = 2 2 k ( x b ) E (2) k + x ( x 2 b 2 ) E(3) 2 2 2k,(4.7) E = 1 b+ 2 x E (2) + (3 x 2 b 2 ) E(3)2 2 2 2 2. 同时可以定义 E( n) (2) k = ,k, E ( n ) = ( n) 2, n = 2,3; k=(4.8) 1,3. 1.7、超白玻璃概念及其用途异的新型玻璃产品,超
15、白玻璃又称之 为低铁玻璃,无色玻璃,高透明玻璃1。它是一种以低铁石英砂等矿物原料 加工制成的高品质、多功能的新型高档玻璃品种,具有高透光率、高透明性、 高贵典雅、安全、环保、节能、时尚等特性,有玻璃家族 “水晶王子”之称。 超白玻璃区别于普通浮法玻璃最大的特征在于:对含铁量有近乎苛刻的要求。目 前,国内外太阳能玻璃成份中铁杂质含量一般要求控制在100-150ppm以内2。另 据中国建筑材料检验认证中心起草的太阳能玻璃行业标准显示3:太阳电池玻璃 含铁量不大于0.015%,可见光透射比 91.5%(折合3mm标准厚度),太阳光直接 透射比(300nm2500nm) 91.0%(折合3mm标准厚度
16、)。 超白玻璃主要应用于太阳能电池、高档轿车玻璃、高档建筑的内外装修、 精密电子产品、高档园艺建筑、高档玻璃家具、各种仿水晶制品以及文物保护展 示等行业。与平板玻璃有关的太阳能发电系统有两类1,一种是在单体建筑物的 屋顶和幕墙上安装的光伏发电系统,它是利用硅光电池、硒光电池、碲光电池等 在阳光照射下能产生电动势(即光伏效应)的半导体元件,拼接粘在透明平板玻 璃上成为光电板,将光能转换成电能并经整流、升压后供建筑物内部直接使用; 另一种是大面积集热式太阳能发电系统,例如由以色列素来公司开发成功的以太 阳能作为发电机动力的新技术,就是以数座通体透明的大型超白玻璃建筑物作为 集热装置的太阳能发电系统。 1.8、Modbus的定义 Modbus是MODICO
