江苏大学学位授予工作实施细则发文 本文关键词:发文,实施细则,授予,学位,江苏大学
江苏大学学位授予工作实施细则发文 本文简介:江苏大学学位授予工作实施细则第一章总则第一条根据《中华人民共和国学位条例》和《中华人民共和国学位条例暂行实施办法》,结合我校实际情况,特制定本实施细则。第二条经国务院学位委员会批准,我校有权授予学士、硕士、博士三级学位。相应各级学位的授予学科、专业,已经上级主管部门和国务院学位委员会批准。第三条我校
江苏大学学位授予工作实施细则发文 本文内容:
江苏大学学位授予工作实施细则
第一章
总
则
第一条
根据《中华人民共和国学位条例》和《中华人民共和国学位条例暂行实施办法》,结合我校实际情况,特制定本实施细则。
第二条
经国务院学位委员会批准,我校有权授予学士、硕士、博士三级学位。相应各级学位的授予学科、专业,已经上级主管部门和国务院学位委员会批准。
第三条
我校学位的授予按照《中华人民共和国学位条例》和《中华人民共和国学位条例暂行实施办法》确定的学位标准、条件和程序,遵循公正、公平和公开(保密专业除外)的原则。
第四条
凡遵守中华人民共和国宪法、法律、法规,遵守学术道德规范,达到学校规定的学术水平标准者,均可按本细则有关规定,申请相应的学位。申请人不得同时向两个学位授予单位提出申请。
第二章
学位评定委员会
第五条
学校成立江苏大学学位评定委员会(以下简称校学位委员会)。校学位委员会领导全校的学位工作,负责全校的学科建设工作,在国家授权范围内负责全校学士、硕士、博士三级学位的评定和授予工作,负责全校学位授予质量的评估工作。
第六条
校学位委员会设学校、学院(含中心、研究院、所,下同)两级,并根据任期和人员变动情况及时进行换届、调整工作。
第七条
校学位委员会设主席一人,副主席和委员若干人。校学位委员会成员由校领导、相关学院和职能部门负责人及教师代表组成,其中教学、研究人员应为三分之二以上,成员人数为单数,任期一般为三年。
第八条
校学位委员会主席由校长担任。校学位委员会的组成人选由研究生处提出建议名单(其中教授或相当职称的专家应占三分之二以上),经学校审批,报江苏省学位委员会备案。
第九条
校学位委员会下设学位委员会办公室(简称学位办),负责校学位委员会的日常工作。未经校学位委员会授权,任何单位和个人不得以江苏大学的名义从事学位活动。
第十条
校学位委员会职责:
(一)学位授予学科专业的审定、上报和评估。
(二)审议校学科建设和学位申请、授予工作的规章制度,审定各学科专业的研究生培养方案。
(三)受理有关人员对相应学位的申请,审查并作出授予学位或者不授予学位的决定。
(四)作出撤消已授或错授学位的决定。
(五)审议学位授予中有争议的问题,处理与学位有关的其他问题。
(六)审定研究生指导教师的遴选标准,负责新增研究生指导教师的资格评审和研究生导师的上岗选聘工作。
(七)评选校优秀研究生工作者、优秀研究生课程、优秀研究生学位论文等,推荐江苏省优秀研究生工作者、优秀研究生课程、优秀研究生学位论文和全国优秀博士学位论文等。
(八)
校学位委员会主席可根据需要召集部分委员组成临时专门委员会,审议紧急问题,并在校学位委员会召开时向全体委员报告。
第十一条
校学位委员会按一级学科及各学院行政机构设置学位评定分委员会(以下简称学位分委员会)。学位分委员会协助校学位委员会工作。
第十二条
学位分委员会设主席一人,副主席和委员若干人。分委员会主席必须为校学位委员会委员(须具备教授或相当职称)。学位分委员会成员由相关学院与研究生处协商后提出建议名单(人数为单数,不得少于五人,任期与校学位委员会委员一致),报校学位委员会审批,并留存学位办备案。
第十三条
学位分委员会设秘书一名,负责学位分委员会的日常工作。
第十四条
学位分委员会职责:
(一)相关学位授予学科专业的申报、审核和评估。
(二)制定相关学科建设和学位申请、授予工作规章制度及研究生培养方案,并报校学位委员会审批。
(三)审查相关学科人员对相应学位的申请,作出是否同意建议授予相应学位的决定,报校学位委员会审批。
(四)作出撤消因违反规定授予或错授学位的建议,报校学位委员会审批。
(五)研究和处理学位授予中有争议的问题及其他有关问题,报校学位委员会审议。
(六)审议推荐相关学位授权学科新增研究生指导教师名单及研究生导师上岗选聘名单,并向校学位委员会报送有关材料。
(七)评选推荐相关学科校优秀研究生工作者、优秀研究生课程、优秀研究生学位论文等,并报送校学位委员会。
第十五条
校、院两级学位委员会的有效工作对确保学校的学位授予质量至关重要。凡拟出国一年以上以及无力承担校学位委员会或学位分委员会工作的成员应及时进行调整,调整程序按产生的程序进行。
第十六条
校、院两级学位委员会举行会议,均须有全体成员的三分之二以上(含三分之二)委员出席为有效。会议决定应以无记名投票方式表决,经到会委员三分之二以上(含三分之二)通过方为有效。校学位委员会将决定授予学位人员名单上报国务院学位委员会备案。
第三章
学士学位
第十七条
符合本细则第四条要求,同时完成本科学业达到下述水平的毕业生,可授予学士学位:
(一)
拥护中国共产党的领导,拥护社会主义制度。
(二)
达到教学计划规定的各项学习要求,经审核准予毕业,其课程学习、外语水平和毕业论文(毕业设计和其他毕业实践环节)的成绩表明确已较好地掌握了本门学科的基础理论、专门知识和基本技能。
(三)具有从事科学研究工作或担负专门技术工作的初步能力。
第十八条
本校本科毕业生,符合本细则第十七条规定,经学位分委员会审核后报校学位委员会通过,授予学士学位。学士学位授予具体实施办法参见《江苏大学学士学位授予工作实施细则》。
第十九条
教务处受校学位委员会委托负责处理与学士学位审核和授予有关的日常工作。
第四章
硕士学位
第二十条
攻读硕士学位的研究生或者经认定具有申请硕士学位资格的人员,符合本细则第四条要求,同时修满规定学分,完成要求培养环节,通过学位论文答辩,成绩合格,符合《江苏大学关于研究生在学期间发表学术论文的规定》要求,在学术水平方面达到下述要求者,可授予硕士学位:
(一)掌握马克思主义的基本理论。
(二)掌握本门学科坚实的基础理论和系统的专门知识。
(三)具有从事科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力。
(四)学位论文对所研究的课题有新的见解或解决重大实际工程问题。
(五)比较熟练地运用一种外国语阅读本专业外文资料及撰写论文摘要。
第二十一条
硕士学位课程考试科目应符合研究生培养方案的规定要求。
第二十二条
硕士学位论文的基本要求:
(一)论文应具有系统性、完整性。论文的基本论点、结论和建议应具有一定的学术价值,或对经济、文化、社会发展具有一定的理论意义和实际价值。
(二)对所研究的课题,在某一方面有新的见解,取得一定科研成果,表明作者在本门学科上已掌握坚实的基础理论和系统的专门知识,具有从事科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力。
(三)论文应在导师指导下由硕士研究生本人独立完成。学位论文题目确定后,用于论文工作的时间应不少于一年。
(四)学位论文工作必须符合学术道德规范要求。
(五)学位论文原则上应用汉语撰写。留学生可用英语或用事先经学位分委员会和研究生处同意的其他语种撰写学位论文。非汉语撰写的学位论文必须附加详细汉语摘要。
(六)学位论文格式应符合《江苏大学研究生学位论文撰写格式要求》规定。
第二十三条
硕士学位论文送审、评阅和答辩:
(一)学位论文的送审
学位论文经导师审核同意后,最迟应在答辩前三十五天提交送审申请。
(二)学位论文的评阅
学位论文评阅实行100%“盲审”制度。论文的“盲审”工作由相关学院负责实施。论文评阅人为两名教授、副教授或相当专业技术职务的专家。两名论文评阅人中,原则上以校外专家为主,校内专家至多一名(专业学位硕士、高教硕士、同等学力硕士学位论文评阅人的特殊要求详见相应的培养方案和有关规定)。评阅意见的处理及其他相关规定详见《江苏大学研究生学位论文“盲审”工作暂行办法》。
(三)学位论文的答辩
1.论文答辩审批
论文答辩委员会成员及组成的审批由学位分委员会负责。
2.论文答辩委员会
论文答辩委员会由教授、副教授或相当专业技术职务的专家五人(导师可作为答辩委员,但不担任主席)或三人(导师不得作为答辩委员)组成,其中,高校专家不得少于三人。答辩委员会设主席一人,秘书一人。主席由教授或相当专业技术职务的专家担任,秘书一般由本专业或相近专业教研室教师或硕士毕业生担任。
专业学位硕士、高教硕士、同等学力硕士学位论文答辩委员会成员及组成的特殊要求详见相应的培养方案和有关规定。
3.论文答辩
论文答辩最迟应在论文提交送审后半年内进行完毕,答辩工作由学院负责。学位论文应在答辩前六日由答辩委员会秘书送达答辩委员会委员。答辩委员会必须本着“坚持标准、实事求是、严格要求、保证质量、公正合理”的方针进行答辩工作,每位委员应预先了解论文内容,做好提问准备。论文答辩要坚持学术民主的原则,以公开方式进行(保密论文答辩除外)。保密论文答辩,应预先申请,经保密委员会审定报学位办备案。
论文答辩的组织接待工作应由答辩委员会秘书负责,答辩人不得参与,更不得探询与答辩有关的问题。答辩委员在答辩会上提出的问题,答辩之前应严格保密,不得泄露给答辩人,否则答辩无效。学位论文答辩程序如下:
(1)答辩委员会主席介绍答辩委员会委员并宣布答辩规则。
(2)答辩委员会主席主持答辩会。
(3)答辩人报告:陈述本人学位论文的主要内容、观点、新见解及价值等(一般不超过四十分钟)。
(4)答辩委员提问,答辩人回答问题。
(5)回答问题结束后答辩会休会,答辩委员会举行内部会议。指导教师或答辩委员会秘书介绍答辩人的政治表现、学位课程考试成绩、身体健康情况、论文工作情况和指导教师及论文评阅人评阅意见等。答辩委员会进行评议,并就是否建议授予学位或修改论文后重新答辩等方面作出决议。决议采取无记名投票方式,经全体委员三分之二(不含三分之二)以上同意,方能通过(表决票由学位办统一印制,盖章有效)。
(6)答辩会复会,答辩委员会主席宣布答辩委员会决议(答辩人在场)。
答辩时秘书应做好记录,记录稿纸用研究生处统一印制的论文答辩记录用纸。答辩结束后两日内由答辩委员会秘书将论文答辩有关材料整理立卷,送相关学位分委员会。
答辩不合格者,经答辩委员会同意,学位论文可在一年内修改后重新答辩一次。但可重新答辩一次的决议必须由全体委员以无记名投票方式,过半数通过才能生效。如果答辩委员会未当场作出修改论文后重新答辩一次的决议,任何委员事后无权同意。经答辩委员会同意申请人修改论文后重新答辩一次的有关材料,由相关学位分委员会保存,留作以后答辩时参考。重新答辩时,论文答辩委员会应当有半数以上成员为原有成员。但本细则第三十二条规定情形除外。
如答辩委员会成员一致认为答辩人的论文已相当于博士学位论文的学术水平,除作出建议授予硕士学位的决议外,可提出授予博士学位的建议,并按本细则中博士学位有关规定办理。
硕士(含学历硕士、非学历硕士等所有学校有权招收的硕士类别)学位论文答辩经费须从导师指导经费或科研经费中支付。
第二十四条
硕士学位审议与授予:
学位分委员会根据有关规定和要求,对答辩委员会通过并建议授予硕士学位的申请人进行全面审查,包括思想政治表现、学术道德规范、课程考试和论文答辩情况以及在学期间发表学术论文的情况等,作出授予、暂缓授予或者不授予其硕士学位的建议,报校学位委员会审批。
校学位委员会根据本细则有关规定,结合学位分委员会的审议建议予以审核,作出授予或者不授予申请人硕士学位的决定。
校学位委员会作出授予申请人硕士学位决定后,即可颁发硕士学位证书,并报国务院学位委员会办公室备案。
第五章
博士学位
第二十五条
攻读博士学位的研究生,符合本细则第四条要求,同时修满规定学分,完成要求培养环节,通过学位论文答辩,成绩合格,符合《江苏大学关于研究生在学期间发表学术论文的规定》要求,在学术水平方面达到下述要求者,可授予博士学位:
(一)
较好地掌握马克思主义基本理论。
(二)
在本门学科上掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识。
(三)
具有独立从事科学研究工作的能力。
(四)
在科学或专门技术上做出创造性的成果。
(五)
第一外国语要求:能熟练地阅读本专业的外文资料,并具有一定的写作能力和听说能力。第二外国语要求:有阅读本专业外文资料的初步能力。
第二十六条
博士学位课程考试科目应符合研究生培养方案的规定要求。
第二十七条
博士学位论文的基本要求:
(一)
论文应具有系统性、完整性、学术性和创造性。论文的基本观点、结论和建议,应有较大的学术价值或对经济、文化、社会发展具有较大的理论意义和实际价值;
(二)
对所研究的课题有创造性的成果,表明作者在本门学科上已经掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识,具有独立从事科学研究工作的能力。
(三)
论文应在导师指导下由博士研究生本人独立完成。学位论文题目确定后,用于论文工作的时间应不少于两年。
(四)
学位论文工作必须符合学术道德规范要求。
(五)
学位论文原则上应用汉语撰写。留学生可用英语或用事先经学位分委员会和研究生处同意的其他语种撰写学位论文。非汉语撰写的学位论文必须附加详细汉语摘要。
(六)学位论文格式应符合《江苏大学研究生学位论文撰写格式要求》规定。
第二十八条
博士学位论文送审、评阅和答辩:
(一)学位论文的送审
学位论文经导师审核同意后,最迟应在答辩前五十天提交送审申请。
(二)学位论文的评阅
学位论文评阅实行100%“盲审”制度。论文的“盲审”工作由研究生处负责实施,论文评阅人为四名博士生导师、教授或相当专业技术职务的专家。四名论文评阅人中,原则上以校外专家为主,校内专家至多一名。评阅意见的处理及其他相关规定详见《江苏大学研究生学位论文“盲审”工作暂行办法》。
(三)学位论文的答辩
1.论文答辩审批
论文答辩委员会成员及组成的审核由学位分委员会负责,审批由校学位委员会负责。
2.论文答辩委员会
论文答辩委员会由教授或相当专业技术职务的专家七人(导师可作为答辩委员,但不担任主席)或五人(导师不得作为答辩委员)组成,应尽可能聘请本学科或相关学科的博士生导师、教授或相当专业技术职务的专家,其中,博士生导师不少于三人,成员中必须包括两名外单位的同行专家。答辩委员会设主席一人,秘书一人。主席由博士生导师、教授或相当专业技术职务的专家担任,秘书应具有本专业或相近专业讲师以上职称或博士学位。
3.论文答辩
论文答辩最迟应在论文提交送审后半年内进行完毕,答辩工作由学院负责。学位论文应在答辩前六日由答辩委员会秘书送达答辩委员会委员。答辩委员会必须本着“坚持标准、实事求是、严格要求、保证质量、公正合理”的方针进行答辩工作,每位委员应预先了解论文内容,做好提问准备。论文答辩要坚持学术民主的原则,以公开方式进行(保密论文答辩除外)。保密论文答辩,应预先申请,经保密委员会审定报学位办备案。
论文答辩的组织接待工作应由答辩委员会秘书负责,答辩人不得参与,更不得探询与答辩有关的问题。答辩委员在答辩会上提出的问题,答辩之前应严格保密,不得泄露给答辩人,否则答辩无效。学位论文答辩的程序如下:
(1)答辩委员会主席介绍答辩委员会委员并宣布答辩规则。
(2)答辩委员会主席主持答辩会。
(3)答辩人报告:陈述本人学位论文的主要内容、观点、新见解及价值等(一般不超过一小时)。
(4)答辩委员提问,答辩人回答问题。
(5)回答问题结束后答辩会休会,答辩委员会举行内部会议。指导教师或答辩委员会秘书介绍答辩人的政治表现、学位课程考试成绩、身体健康情况、论文工作情况和指导教师及论文评阅人评阅意见等。答辩委员会进行评议,并就是否建议授予学位或修改论文后重新答辩等方面作出决议。决议采取无记名投票方式,经全体委员三分之二(不含三分之二)以上同意,方能通过(表决票由学位办统一印制,盖章有效)。
(6)答辩会复会,答辩委员会主席宣布答辩委员会决议(答辩人在场)。
答辩时秘书应做好记录。记录稿纸用研究生处统一印制的论文答辩记录用纸。答辩结束后两日内由答辩委员会秘书将论文答辩有关材料整理立卷,送相关学位分委员会。
答辩不合格者,经答辩委员会同意,学位论文可在两年内修改后重新答辩—次。但可重新答辩一次的决议必须由全体委员以无记名投票方式,过半数通过才能生效。如果答辩委员会未当场作出修改论文后重新答辩一次的决议,任何委员事后无权同意。经答辩委员会同意申请人修改论文后重新答辩一次的有关材料,由相关学位分委员会保存,留作以后答辩时参考。重新答辩时,论文答辩委员会应当有半数以上成员为原有成员。但本细则第三十二条规定情形除外。
如答辩委员会认为,答辩人的论文虽未达到博士学位学术水平,但已达到硕士学位的学术水平,而且答辩人又尚未获得该学科硕士学位者,可作出建议授予硕士学位的决议。但不能同时作出修改论文后重新答辩一次的决议。
博士学位论文答辩经费须从导师指导经费或科研经费中支付。
第二十九条
博士学位审议与授予:
学位分委员会根据有关规定和要求,对答辩委员会通过并建议授予博士学位的申请人进行全面审查,包括思想政治表现、学术道德规范、课程考试和论文答辩情况及在学期间发表学术论文的情况等,作出授予、暂缓授予或者不授予其博士学位的建议,报校学位委员会审批。
校学位委员会根据本细则有关规定,结合学位分委员会的审议建议予以表决,作出授予或者不授予申请人博士学位的决定。
校学位委员会作出授予申请人博士学位决定后,即予公告,公告三个月后,向公告无异议的学位获得者颁发博士学位证书,并报国务院学位委员会办公室备案。学位申请人自校学位委员会对其作出授予学位的决定之日起获得博士学位(不包括公告有异议者)。
第六章
名誉博士学位
第三十条
对国内外卓越的学者或著名社会活动家,经校学位委员会提名,报国务院学位委员会批准,可授予江苏大学名誉博士学位。
授予名誉博士学位,应举行授予仪式,由校长颁发名誉博士学位证书。名誉博士学位证书由国务院学位委员会统一印制,校长签名,学校盖章。
第七章
异议处理
第三十一条
学位申请人对校学位委员会不同意其申请的决定不服,可以在校学位委员会书面决定及其理由送达之日起15个工作日内,向校学位委员会申请复核一次。校学位委员会应在收到复核申请之日起15个工作日内作出复核决定,并告知复核申请人。
第三十二条
学位申请人对论文答辩不合格的决议不服,可以在决议宣布之日起60日内,以书面形式向校学位委员会申请复核一次。校学位委员会应在收到复核申请之日起60日内,对学位论文答辩委员会的组成、学位论文答辩程序等是否合法以及是否有其它明显违法违纪情形进行审查,做出裁定,并告知复核申请人。
第三十三条
学位申请人对校学位委员会不授予学位的决定不服,可以在决定生效之日起60日内,以书面形式向校学位委员会申请复核一次。校学位委员会应在收到复核申请之日起60日内作出复核决定,并告知复核申请人。
第三十四条
学位申请人对校学位委员会不授予学位的复核决定不服,可以依照《中华人民共和国行政复议法》申请行政复议。
第三十五条
学位申请人对行政复议决定不服,可以依照《中华人民共和国行政复议法》向人民法院提起行政诉讼。
第八章
法律责任
第三十六条
对于已经授予学位的个人,如发现有舞弊作伪等违反本细则规定的情形,学校对当事人及直接责任人给予相应处分,撤消其学位。撤消学位程序与授予学位程序相同,但必要时校学位委员会也可以直接据情审定撤消学位。
第三十七条
校学位管理部门违反本细则规定,批准或者撤销学位授予;不依照本细则规定的条件和程序办理有关学位的行政复议事项;或者工作人员徇私舞弊,有渎职、失职行为等,则对有关直接责任人依法追究法律责任。
第三十八条
对非法制作、伪造、变造或者贩卖我校学位证书者,依据法律规定追究其法律责任。
第九章
其
他
第三十九条
凡有下述情况之一者,不得授予其相应学位:
(一)在思想政治和道德品质方面犯有严重错误而又坚持不改者。
(二)在学期间受记过以上(含记过)处分或论文工作中有舞弊、剽窃情节者。
(三)业务上有不符合本细则规定和要求者。
第四十条
凡答辩委员会未建议授予学位的,校学位委员会和学位分委员会一般不进行审核。但对个别有争议的,经校学位委员会重新审核,认为确实达到学位标准的,可作出授予学位决定。但对这类情况应从严掌握。对某些答辩委员会建议授予学位、但校学位委员会或学位分委员会审核后认为不合格的学位申请人,可作出在一年内(硕士)或二年内(博士)修改论文,重新答辩一次的决议。申请重新审核学位和申请重新答辩均仅限一次。
第四十一条
学位申请人发表学术论文不符合《江苏大学关于研究生在学期间发表学术论文的规定》或因其他非学术原因暂不符合授予学位要求者,学位分委员会暂不受理其学位申请,待其在规定时间内达到要求后予以受理。
第四十二条
在我校学习的外籍留学生和从事研究工作的外国学者,申请学位参照本细则办理,有关申报材料应以中文撰写。
第四十三条
学位证书遗失或损坏,经本人申请,由相关部门核实后可出具相应证明书。证明书与原证书具有同等效力。
第四十四条
本细则自发布之日起施行,由校学位委员会负责解释。
篇2:江苏大学通信原理OFDM正交频分复用技术论
江苏大学通信原理OFDM正交频分复用技术论 本文关键词:正交,复用,原理,通信,江苏大学
江苏大学通信原理OFDM正交频分复用技术论 本文简介:OFDM正交频分复用技术班级:电信1202学号:3120503030姓名:刘欢一、简介OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)即正交频分复用技术,实际上OFDM是MCM(MultiCarrierModulation),多载波调制的一种。一种调制技术,
江苏大学通信原理OFDM正交频分复用技术论 本文内容:
OFDM正交频分复用技术
班级:电信1202
学号:3120503030
姓名:刘欢
一、简介
OFDM(Orthogonal
Frequency
Division
Multiplexing)即正交频分复用技术,实际上OFDM是MCM(Multi
Carrier
Modulation),多载波调制的一种。一种调制技术,它用大量的正交子载波以并行方式发送符号块。数据被分成多个块,在各子载波上以并行方式发送。这样能增加符号周期,减小延迟扩散效应。·
OFDM有时候也被称为DMT(分离多音调制),是一种基于FDM的传输技术,它把数据分割成独立的符号并通过不同的频率传送它们。
·
OFDM采用采用高速的FFT/IFFT功能
。
·
OFDM需要附加的补偿电路以解决多径、多普勒以及衰落造成的干扰。
OFDM是一种多载波传输技术,N个子载波把整个信道分割成N个子信道,N个子信道并行传输信息。OFDM系统有许多非常引人注目的优点。第一,OFDM具有非常高的频谱利用率。普通的FDM系统为了分离开各子信道的信号,需要在相邻的信道间设置一定的保护间隔(频带),以便接收端能用带通滤波器分离出相应子信道的信号,造成了频谱资源的浪费。OFDM系统各子信道间不但没有保护频带,而且相邻信道间信号的频谱的主瓣还相互重叠但各子信道信号的频谱在频域上是相互正交的,各子载波在时域上是正交的,OFDM系统的各子信道信号的分离(解调)是靠这种正交性来完成的。另外,OFDM的个子信道上还可以采用多进制调制(如频谱效率很高的QAM),进一步提高了OFDM系统的频谱效率。第二,实现比较简单。当子信道上采用QAM或MPSK调制方式时,调制过程可以用IFFT完成,解调过程可以用FFT完成,既不用多组振荡源,又不用带通滤波器组分离信号。第三,抗多径干扰能力强,抗衰落能力强。由于一般的OFDM系统均采用循环前缀(Cyclic
Prefix,CP)方式,使得它在一定条件下可以完全消除信号的多径传播造成的码间干扰,完全消除多径传播对载波间正交性的破坏,因此OFDM系统具有很好的抗多径干扰能力。OFDM的子载波把整个信道划分成许多窄信道,尽管整个信道是有可能是极不平坦的衰落信道,但在各子信道上的衰落却是近似平坦的,这使得OFDM系统子信道的均衡特别简单,往往只需一个抽头的均衡器即可。
二、发展和研究现状
OFDM的历史要追溯到20世纪60年代中期,当时R.w.Chang发表了关于带限信号多信道传输合成的论文。他描述了发送信息可同时经过一个线性带限信道而不受信道问干扰(ICI)和符号间干扰(ISI)的原理。此后不久,Saltzberg完成了性能分析。他提出“设计一个有效并行系统的策略应该是集中在减少相邻信道的交叉干扰(crosstalk)而不是完成单个信道,因为前者的影响是决定性的。“1970年,OFDM的专利发表,其基本思想就是通过采用允许子信道频谱重叠,但又相互间不影响的频分复用(FDM)的方法来并行传送数据,不仅无需高速均衡器,有很高的频谱利用率,而且有较强的抗脉冲噪声及多径衰落的能力。OFDM早期的应用有ANIGSC-1O(KATH-RYN)高频可变速率数传调制解调器(Modem)。该Mo-dem利用34路子信道并行传送34路低速数据,每个子信道采用相移键控(PSK)调制,且各子信道载波相互正交,间隔为84
Hz。但是在早期的OFDM系统中,发信机和相关接收机所需的副载波阵列是由正弦信号发生器产生的,且在相关接收时各副载波需要准确地同步,因此当子信道数很大时,系统就显得非常复杂和昂贵。
对OFDM做主要贡献的是Weinstein和Ebert在1971年的论文,Weinstein和Ebert提出使用离散傅里叶变换(Discrete
Fourier
Transform,DFT),实现OFDM系统中的全部调制和解调功能的建议。因而简化了振荡器阵列以及相关接收机中本地载波之间的严格同步的问题,为实现OFDM的全数字化方案作了理论上的准备。用离散傅里叶变换(DFT)完成基带调制和解调,这项工作不是集中在单个信道,而是旨在引入消除子载波间干扰的处理方法。为了抗ISI和ICI,他们在时域的符号和升余弦窗之间用了保护时间,但在一个时间弥散信道上的子载波间不能保证良好的正交性。
另一个主要贡献是Peled和Ruiz在1980年的论文,他引入了循环前缀(Cyclic
Prefix,CP)的概念,解决了正交性的问题。他们不用空保护间隔,而是用OFDM符号的循环扩展来填充,这可有效地模拟一个信道完成循环卷积,这意味着当CP大于信道的脉冲响应时就能保证子载波间的正交性,但有一个问题就是能量损失。
随着VLSI的迅速发展,已经出现了高速大阶数的FFT专用芯片及可用软件快速实现FFT的数字信号处理(DSP)的通用芯片,且价格低廉,使利用FFT来实现OFDM的技术成为可能。1981年Hirosaki用DFT完成的OFDM调制技术,试验成功了16QAM多路并行传送19.2
kb/s的电话线Modem。而在无线移动信道中,尽管存在着多径传播及多普勒频移所引起的频率选择性衰落和瑞利衰落,但OFDM调制还是能够减轻瑞利衰落的影响。这是因为在高速串行传送码元时,深衰落会导致邻近的一串码元被严重破坏,造成突发性误码。而与串行方式不同,OFDM能将高速串行码流转变成许多低速的码流进行并行传送,使得码元周期很长,即远大于深衰落的持续时间,因而当出现深衰落时,并行的码元只是轻微的受损,经过纠错就可以恢复。另外对于多径传播引起的码间串扰问题,其解决的方案是在码元间插入保护间隙,只要保护间隙大于最大的传播时延时间,码间串扰就可以完全避免。
正基于此,1984年,Cimini提出了一种适于无线信道传送数据的OFDM方案。其特点是调制器发送的子信道副载波调制的码型是方波,并在码元间插入了保护间隙。虽然各子信道的频谱为sinx/x形,但由于码元周期很长,单路子信道所占的频带很窄,因而位于信道频率边缘的子信道的拖尾,对整个信道带宽影响不大,可以避免多径传播引起的码间串扰。同时由于省去了升余弦滤波器,使实现的方案非常简单,因此后来的大多数OFDM方案都是以此为原形实现的。
20世纪90年代,OFDM的应用又涉及到了利用移动调频(FM)和单边带(SSB)信道进行高速数据通信、陆地移动通信、高速数字用户环路(HDSL)、非对称数字用户环路(ADSL)、超高速数字用户环路(VHDSL)、数字音频广播(DAB)及高清晰度数字电视(HDTV)和陆地广播等各种通信系统。1991年,Casas提出了OFDM/FM的方案,可利用现有的调频系统进行数据传输。
目前,人们开始集中精力研究和开发OFDM在无线移动通信领域的应用,并将
OFDM技术与多种多址技术相结合。此外,OFDM技术还易于结合空时编码以及智能天线等技术,最大程度提高物理层信息传输的可靠性。
三、基本原理
众所周知无线通信传输信号的路径有很多,这就是所谓的多径效应,OFDM的最初提出是为了解决多径效应对数据传输的影响。高数据传输速率使得符号周期非常小,如果符号传输出现多径时延,可能会影响到后面好几个符号。多载波调制可以把高数据流分成很多个低数据流,这样就使符号周期增大了,从而大大减弱符号间干扰(ISI),如果在符号间加上保护间隔,可以完全消除上面提到的ISI。如果从带宽频域解释OFDM解决ISI的角度,符号带宽小于信道的相关带宽(相关带宽内幅度恒定,线性相位),信号在信道内只有平坦衰落。
正交频分复用的技术关键就是实现并保护好子载波间的正交性,接受端收到的信号x(t)与子载波相乘后通过积分器,不同频率的载波相乘积分后为零,只有相同载波积分后得到原始符号。正是由于每个子载波的正交性,我们可以是子载波的频谱重叠并靠近Nyquist
带宽,从而大大提高了频谱的利用率,所以非常适合移动场合中的高速传输。多径传输的符号干扰时个头疼的问题,OFDM为解决这样的问题在符号间加上保护间隔内,保护间隔可以不传输任何信号。这样的情况下仍然解决不了信道间干扰(ICI),子载波之间的正交性遭到破坏,接收端就不能很好的恢复出原始信号,这点是毁灭性的。OFDM的解决方法是把符号后面长度是Tg(保护间隔的长度)的部分拿到每个符号的前面当做保护间隔来传输,这种方法就叫做循环前缀。这样就使得在FFT周期内,OFDM符号的延时副本所包含的波形的周期个数是整数,从而解决了ICI。将原符号块最后信号放到原符号块的前部,构成新序列,时域中原来发送信号与信道响应的线性卷积变为圆周卷积。
OFDM是一种多载波传输技术,N个子载波把整个信道分割成N个子信道,N个子信道并行传输信息。OFDM系统有许多非常引人注目的优点。第一,OFDM具有非常高的频谱利用率。普通的FDM系统为了分离开各子信道的信号,需要在相邻的信道间设置一定的保护间隔(频带),以便接收端能用带通滤波器分离出相应子信道的信号,造成了频谱资源的浪费。OFDM系统各子信道间不但没有保护频带,而且相邻信道间信号的频谱的主瓣还相互重叠,但各子信道信号的频谱在频域上是相互正交的,各子载波在时域上是正交的,OFDM系统的各子信道信号的分离(解调)是靠这种正交性来完成的。另外,OFDM的个子信道上还可以采用多进制调制(如频谱效率很高的QAM),进一步提高了OFDM系统的频谱效率。第二,实现比较简单。当子信道上采用QAM或MPSK调制方式时,调制过程可以用IFFT完成,解调过程可以用FFT完成,既不用多组振荡源,又不用带通滤波器组分离信号。第三,抗多径干扰能力强,抗衰落能力强。由于一般的OFDM系统均采用循环前缀(Cyclic
Prefix,CP)方式,使得它在一定条件下可以完全消除信号的多径传播造成的码间干扰,完全消除多径传播对载波间正交性的破坏,因此OFDM系统具有很好的抗多径干扰能力。OFDM的子载波把整个信道划分成许多窄信道,尽管整个信道是有可能是极不平坦的衰落信道,但在各子信道上的衰落却是近似平坦的,这使得OFDM系统子信道的均衡特别简单,往往只需一个抽头的均衡器即可。
当然,与单载波系统比,OFDM也有一些困难问题需要解决。这些问题主要是:第一,同步问题。理论分析和实践都表明,OFDM系统对同步系统的精度要求更高,大的同步误差不仅造成输出信噪比的下降,还会破坏子载波间的正交性,造成载波间干扰,从而大大影
响系统的性能,甚至使系统无法正常工作。第二,OFDM信号的峰值平均功率比(Peak-to-Average
Power
Ratio,PAPR)往往很大,使它对放大器的线性范围要求大,同时也降低了放大器的效率。
OFDM技术已经或正在获得一些应用。LTE及未来的4G的物理层关键技术将采用OFDM。在广播应用中欧洲的ETSI(European
Telecommunication
Standard
Institute,欧洲电信标准学会)已经制定了采用OFDM技术的数字音频广播(Digital
Audio
Broadcasting,DVB)的标准,数字视频广播(Digital
Video
Broadcasting,DVB)的标准也正在制定中;在宽带无限接入应用中,IEEE
802.11a及IEEE
802.16都有基于OFDM技术的建议,ETSI的HiperLAN
II也是一种基于OFDM技术的标准;在数字蜂窝移动通信中应用中,OFDM是目前研究的热点技术之一;在有线宽带接入技术中,例如xDSL(各种高速数字用户线)技术中,OFDM的一种特殊形式——DMT(Discrete
Multitone)以获得广泛应用。
当各子载波用QAM或MPSK进行调制时,如果基带信号采用矩形波,则每个子信道上已调信号的频谱为()Sax形状,其主瓣宽度为2/sTHz,其中sT为OFDM符号长度(不包括CP)。由于在sT时间内共有OFDM信号的N个抽样,所以OFDM信号的时域抽样周期为
/sTN。由于相邻子载波之间的频率间隔为/sffN,其中sf为OFDM信号的抽样频率,
即/ssfNT,所以
/1/ssffNT。即这些已调子载波信号频谱函数()Sax的主瓣宽度为2/sT,间隔为1/sT。根据()Sax函数的性质,知道它们在频域上正交,这就是正交频分复用(OFDM)名称的由来。
我们知道,一般的频分复用传输系统的各子信道之间要有一定的保护频带,以便在接收端可以用带通滤波器分离出各子信道的信号。保护频带降低了整个系统的频谱利用率。
OFDM系统的子信道间不但没有保护频带,而且各子信道的信号频谱还相互重叠,如图所示,这使得OFDM系统的频谱利用率相比普通频分复用系统有很大提高,而各子载波可以采用频谱效率高的QAM和MPSK调制方式,进一步提高了OFDM系统的频谱效率。
应该指出,由于循环前缀的影响,OFDM信号的频谱结构将发生一定的变化,但这仅仅使信号的某些频谱成份得到增强,而不会使OFDM信号增加新的频率成份。我们知道,移动信道一般存在多径传播问题,使信道表现出明显的衰落特性。信道的多径衰落在单载波传输系统中往往会产生严重的码间干扰,使得接收机往往需要比较复杂的均衡滤波器,所以设计单载波高速移动通信系统的均衡器是一项富有挑战性的工作。
OFDM每个载波所使用的调制方法可以不同。各个载波能够根据信道状况的不同选择不同的调制方式,比如BPSK、QPSK、8PSK、16QAM、64QAM等等,以频谱利用率和误码率之间的最佳平衡为原则。我们通过选择满足一定误码率的最佳调制方式就可以获得最大频谱效率。无线多径信道的频率选择性衰落会使接收信号功率大幅下降,经常会达到30dB之多,信噪比也随之大幅下降。为了提高频谱利用率,应该使用与信噪比相匹配的调制方式。可靠性是通信系统正常运行的基本考核指标,所以很多通信系统都倾向于选择BPSK或QPSK调制,以确保在信道最坏条件下的信噪比要求,但是这两种调制方式的频谱效率很低。OFDM技术使用了自适应调制,根据信道条件的好坏来选择不同的调制方式。比如在终端靠近基站时,信道条件一般会比较好,调制方式就可以由BPSK(频谱效率1bit/s/Hz)转化成16QAM-64QAM(频谱效率4~6bit/s/Hz),整个系统的频谱利用率就会得到大幅度的提高。自适应调制能够扩大系统容量,但它要求信号必须包含一定的开销比特,以告知接收端发射信号所应采用的调制方式。终端还要定期更新调制信息,这也会增加更多的开销比特。OFDM还采用了功率控制和自适应调制相协调工作方式。信道好的时候,发射功率不变,可以增强调制方式(如64QAM),或者在低调制方式(如QPSK)时降低发射功率。功率控制与自适应调制要取得平衡。也就是说对于一个发射台,如果它有良好的信道,在发送功率保持不变的情况下,可使用较高的调制方案如64QAM;如果功率减小,调制方案也就可以相应降低,使用QPSK方式等。自适应调制要求系统必须对信道的性能有及时和精确的了解,如果在差的信道上使用较强的调制方式,那么就会产生很高的误码率,影响系统的可用性。OFDM系统可以用导频信号或参考码字来测试信道的好坏。发送一个已知数据的码字,测出每条信道的信噪比,根据这个信噪比来确定最适合的调制方式。
四、小结
为了满足未来无线多媒体的通信需求,人们正加紧实现3G系统商业化的同时,开始了后3G的研究。从技术方面看,3G主要以CDMA为核心技术,而未来移动通信系统技术则以OFDM关注。在宽带接入系统中,OFDM是一项基本技术。由于该系统良好的特性,将成为下一代蜂窝移动通信网络的无线接入技术。许多大学、著名公司已充分看清OFDM技术的应用前景。纷纷开展了对无线OFDM的研究工作,除了解决OFDM的同步、峰值平均功率比高等传统难题外,还包括OFDM与空时码、联合发送、联合检测、智能无线、动态分组分配等相结合的研究工作。目前一些研究表明,它们能够提高无线OFDM系统的性能,将形成未来OFDM系统的核心技术。对这些方面的研究是当前一个非常活跃的研究领域,有许多课题需要我们做进一步的深入研究。
参考文献
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[4]佟学俭,罗涛.OFDM移动通信技术原理与应用[M].北京:人民邮电出版社,2003
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篇3:江苏大学控制系统开发、设计与仿真报告
江苏大学控制系统开发、设计与仿真报告 本文关键词:控制系统,仿真,江苏大学,报告,开发
江苏大学控制系统开发、设计与仿真报告 本文简介:JIANGSUUNIVERSITY电气信息工程学院控制系统开发、设计与仿真报告学院名称:电气信息工程学院专业班级:电气硕1122学生姓名:张三学号:1234567892016年6月3号引言本学期学习了控制系统开发、设计与仿真课程,主要讲述了控制系统的整体概念,包括控制系统的反正分析、MATLAB/s
江苏大学控制系统开发、设计与仿真报告 本文内容:
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电
气
信
息
工
程
学
院
控制系统开发、设计与仿真报告
学院名称:
电气信息工程学院
专业班级:
电气硕1122
学生姓名:
张三
学
号:
123456789
2016年6月3号
引言
本学期学习了控制系统开发、设计与仿真课程,主要讲述了控制系统的整体概念,包括控制系统的反正分析、MATLAB/simulink的介绍以及神经网络逆系统。
MATLAB/simulink在我们平时可言中是一个重要的学习工具,方程的编写、数据的采集以及仿真基本上都可以由它来完成,相比较其他工具具有很大的优势,例如:
1
高效的数值计算及符号计算功能,能使用户从繁杂的数学运算分析中解脱出来;
2
具有完备的图形处理功能,实现计算结果和编程的可视化;
3
友好的用户界面及接近数学表达式的自然化语言,使学者易于学习和掌握;
4
功能丰富的应用工具箱(如信号处理工具箱、通信工具箱等),为用户提供了大量方便实用的处理工具。
本课程老师为我们讲解了控制系统的模型以及仿真实例、线性系统仿真分析方法、非线性控制系统仿真方法,从系统的模型开始,建立模拟以及状态方程,再对模型进行MATLAB编程等,受益匪浅。
以下就是本人通过本次课程的学习,然后对汽车速度控制系统进行设计分析,在已有的模型下,对设计的汽车速度控制系统进行Matlab语言仿真。
汽车速度控制系统的设计与仿真
1研究背景与意义
随着汽车工业和公路运输业的发展,汽车将走进千家万户,驾驶人员非职业化的特点将突出,车辆驾驶的自动化己成为汽车发展的主要趋势。跨入二十一世纪后,人们需要更加舒适、简便和安全的交通工具,以适应快捷的生活节奏,因此对汽车的智能化要求更加迫切,随着计算机和电子技术的不断发展,性能价格比不断提高,为汽车的优化提供了雄厚的物质基础,汽车实现智能化已不是梦想。驾驶汽车长途行驶的机会较多,而且在高速公路上行驶时变换车速的频率及范围都较少,能以较稳定的车速行驶。但若长途驾驶而右脚不得不踩油门踏板时,久而久之驾驶员就会感到疲劳,容易发生交通事故。车辆自动变速器及其控制技术是智能汽车非常重要的内容,是汽车辅助驾驶系统和自动驾驶系统的基础,是目前我国智能汽车发展亟须解决的核心技术之一。此外。汽车速度控制系统,又称为汽车巡航控制系统CCS(Cruise
Control
System)。随着我国高速公路网建设纵横迅速延伸,自动速度控制也具备了广泛的发展和应用前景车电子技术新装置之一,它实际上就是一种辅助驾驶系统。汽车定速速度控制装置的使用减轻了驾驶员操纵强度,减少了不必要的车速变化,提高了驾驶的舒适性和安全性。汽车速度控制系统研究分为两大部分,第一部分是系统硬件和运行控制基础软件的开发,另一部分是速度控制算法的研究,本次报告主要研究第二部分。
2.研究概况及发展趋势
目前我国的自动速度控制装置仍处于研制阶段,具有自主知识产权的产品还未见报道。由于国内汽车研究起步较晚,技术相对落后,并且就目前我国公路状况和实际应用来说,对汽车速度控制系统的研究应用主要是以单车定速控制为主。随着我国高速公路建设规模的逐渐扩大,汽车产量的急剧上升和排放法规的建立,国内汽车市场迫切需要适合我国基本国情的汽车自动速度控制系统。
从总体来说,汽车速度控制系统有以下几个发展趋势:
(1)新控制理论的应用
车辆的行驶状况受到成员的多少、发动机输出的变化因素等影响。驾驶者需要更平顺的驾驶感觉和更自然的速度控制,以传统的控制理论为基础,又引入了新的控制理论。目前,模糊控制等新理论已不断得到应用。
(2)走停控制:现在对CCS的研制和开发主要是针对在高速公路上高速行驶的车辆,而不适用于城市中低速、高车流密度情况下使用,走停控制正是CCS针对车速低、车距近的行驶情况所做的功能扩展,这要求CCS具有更好的近距离探测能力,更快的信号处理功能,更迅速的系统响应,同时还向CCS提出了增加车辆的自动起步功能。这样即使在堵车情况下也无须驾驶员参与,只需操纵车辆的转向即可。驾驶员可以完全从烦琐的驾驶操作中解放出来。
(3)随着近几年智能公路概念的提出以及卫星导航系统的开发与应用,未来的CCS将同其他的汽车电控系统相互融合,形成智能汽车电子控制系统,驾驶这种汽车只需在显示器中指明所要到达的目的地,汽车就会在卫星导航系统的指引下,借助公路两旁的电子标志牌无需人为参与就可安全驶达目的地,实现完全的自动驾驶功能。
(4)集成化
随着近几年智能公路概念的提出以及卫星导航系统的开发与应用,未来的汽车速度控制系统将同其它的汽车电控系统相互融合,形成智能汽车电子控制系统,例如它可同加速防滑系统以及发动机控制器等各种电控系统集成起来。集成化有助于降低成本,增强各系统间的内在联系,充分利用各种车辆信息,从而提高系统的稳定性和可靠性。
3速度控制系统的简述
现在许多轿车都有速度控制系统。速度控制系统(Speed
Control
System)又称为巡航控制系统(Crusle
Control
System),缩写为CCS。本文所设计自动巡航系统主要由决策模块,ACC控制模块和发动机模块三个大部分构成,巡航系统中三大模块的工作原理图如图3.1所示:
图3.1巡航系统的工作原理图
(1)决策模块:带有决策控制功能,能够针对自动巡航系统的定速功能和跟车衡速行驶功能进行判断及自动切换,对进入和退出该系统进行自动判断。
(2)ACC控制模块:带有PID控制器,通过反馈量对所输入的车速进行微调,使其保持相对稳定的输出。该模块的输入量为车速,通过模块转换,使其输出量变成控制节气门开度和制动踏板的信号量。
(3)发动机模块:进行发动机部分的仿真,通过ACC模块的输出量进行工作,输出速度、加速度、转矩等一系列数据,转化成波形直观的对巡航系统进行系统分析。
4.系统模型建立及性能分析
汽车种类很多,不同汽车自身速度传递系统的数学模型不尽相同,但总的来说是相似的。图4.1为坡路上行驶汽车的受力图。图中,Fe是引擎动力;θ是坡路与水平面的夹角;Fh为重力分量;Fr是空气阻力;m为汽车的质量;x为汽车的位移。
图4.1坡路上行驶汽车的受力图
根据牛顿第二定律,汽车的运动方程为:
mx``=Fe-Fr-Fh
(4-1)
式中,各物理意义如下:
1、m为汽车质量,本文中取为100个质量单位。
2、Fe是引擎动力。最大驱动力为1000,最大制动力为-2000,即
-2000<=Fe<=1000
(4-2)
3、Fr是空气阻力,它与轿车的速度平分成正比,其表达式为:
Fr=0.001(x`+20sin(0.01t))^2
(4-3)
式中第二项是为近似考虑“阵风”而引入的,x`为行驶汽车的水平速度。
4、Fh是重力分量,其表达式为:
Fh=30sin(0.0001x`x)
(4-4)
式中的正弦项是为考虑坡路与水平夹角的变化而引入的。
根据以上计算可建立行驶汽车的Simulink模型如图4.2所示。
图4.2行驶汽车simulink模型
1、In1模块:为“指令”驱动力Fe提供输入端口。
2、Out1模块:为输出汽车实际速度Sa提供输出端。
3、Constant1模块:设置驱动力上限,Constant
value栏填写1000。
4、MinMax1模块:其参数设置如图4.3所示,Function栏填写min(缺省设置),Number
of
input
ports栏填写2(缺省设置),则模块输入取两个输入中的小者。与此同时,该模块的图标以min表示。
5、Constant模块:设置制动力下限,Constant
value栏填写-2000。
6、MinMax模块:在图4.3中,Function栏填写max,则模块取两个输入中的大者。与此同时,该模块的图标也以max表示。
7、Clock模块:为接受仿真时间数据t提供输入端口。
8、Fcn模块:实现空气阻力Fw(见式4-3),该模块的输入是[x`,t]构成的向量,所以,根据Fcn模块表达式必须遵循的第一个规则,在Expression栏中填写0.001*(u(1)+20*sin(0.01*u(2)))^2。
9、Fcn1模块:实现重力分量Fh(式4-4)。该模块的输入为位移标量x,输出是重力分量Fh,则在Expression栏中填写30*sin(0.0001*u)。
图4.3MinMax模块参数设置
5.系统仿真及结果分析
5.1采用P控制
比例控制器的工作原理是:根据期望速度和实际速度之差产生指令驱动力Fc,其数学模型为:
Fc=Kp(X`c-X`)
(5-1)
式中Kp为比例系数,;X`c为汽车期望速度;X`为汽车实际速度。
“指令”驱动力Fc与实际驱动力Fe的差别在于:前者是理论上需要的计算力,后者是受物理限制后实际能提供的力。
由式5-1构建的比例控制器模型如图5.1所示。图中In1和In2分别是比例控制器模型的期望速度X`c与实际速度X`的输入端口模块,Out1是“指令”驱动力Fc的输出端口模块。
图5.1比例控制器模型
根据上文分析结果,将比例控制器模型和行驶汽车模型进行适当的连接,即可得到如图5.2所示的受控汽车的完整模型。
图5.2
P控制完整模型
图5.2中Slider
Gain模块的功能是实现可变的汽车期望速度。用鼠标左键双击Slider
Gain模块,打开图5.3所示的操作窗口,将Low(下限)设置为0,High(上限)设置为100,滑键所在位置为增益值(图中为60,即汽车期望速度)。同时,该模块还需要“恒值”输入信号Constant的激励。
图4.3滑键增益模块操作窗口
为了方便观察比较,速度量还被送到Display(数值显示器)和Scope。在仿真过程中可以从数值显示器上看到汽车的实际车速。
先取比例系数Kp=10,然后将图5.2模型窗口的仿真结束时间设置为10000。仿真前先分别打开Slider
Gain操作窗口和示波器窗口,仿真结果如图5.4及图5.5所示。在仿真过程中,若在Slider
Gain操作窗口移动滑键,可以从模型窗口的Slider
Gain模块图标上看到变化的期望车速。与此同时还可以看到,Display模块所显示的实际车速在控制作用下不断翻动地向期望车速逼近。
图5.4
仿真结果
图5.5
Kp=10时车速仿真图
由图5.4和图5.5的仿真结果可得,Kp=10稳态误差为1.25,但调节时间超过了30ms,所以增大Kp,再取Kp=50按上述步骤仿真,结果如图5.6所示。
图5.6
Kp=50时车速仿真图
由图5.6可知
Kp=50时实际车速达到期望速度,稳态误差可忽略不计,调节时间在10ms左右,再增大Kp,取Kp=150,结果如图5.7所示。
图5.7
Kp=150时车速仿真图
由图5.7可知Kp=150时,实际车速同样达到期望速度,误差可忽略,且调节时间小于10ms,继续增大Kp。取Kp=180结果如图5.8所示。
图5.8
Kp=180时车速仿真图
由图5.8可知Kp=180时系统不稳定。经过反复仿真验证得知Kp取值在20到150之间较为合适。
5.2采用PI控制
在上文P控制仿真模型的基础上加上积分环节可得图5.9所示的PI控制汽车完整模型。
图5.9
PI控制完整模型
由上文可知比例系数Kp范围为20—150,所以取Kp=60,然后取积分系数Ti=0.5,仿真结果如图5.10所示。
图5.10
PI控制仿真结果
图5.11
Ti=0.5车速仿真图
由图5.10及5.11可知在Ti=0.5时,稳态误差仅为0.27,调节时间在10ms左右,最大偏离量约为1左右,超调量约为2%,增大Ti,取Ti=1,仿真结果如图5.12所示。
图5.12
Ti=1.0车速仿真图
由图5.12可知Ti=1.0时,稳态误差为0.16。调节时间大于10ms,超调量约为4%左右。继续增大Ti,再取Ti=4,结果如图5.13所示。
图5.13Ti=5车速仿真图
由图5.13可知Ti=4时调节时间超过20ms,稳态误差仅为0.04但超调量为16.7%左右,超调过大。经过反复仿真验证得知Ti取值在0.1到2.0为合适。
5.3采用PID控制
在上文PI控制仿真模型的基础上加上微分环节就可得到图4.13所示的PID汽车完整模型。
图5.14
PID控制完整模型
由上文讨论结果可知比例系数Kp取60,积分系数Ti取0.5较为合适,然后微分系数取Td=10,仿真结果如图5.14和图5.15所示。
图5.15
PID控制仿真结果
图5.16
Td=10车速仿真图
由图5.16可知调节时间为10ms左右,稳态误差为0.29,超调量为2%左右。增大Td,再取Td=50,仿真结果如图5.17所示。
图5.17
Td=50车速仿真图
由图5.17可知Td=50时,稳态误差为0.31,超调量也变化不大约为2%。但调节时间超过了10ms。继续增大Td,取Td=150,仿真结果如图5.18所示。
图5.18
Td=150车速仿真图
由图5.18可知Td=150时系统不稳定。经过反复仿真验证Td取值在10到100之间较为合适,在这里可取Td=30。
5.4实验结果分析
综上所述,三种控制方法在系数Kp、Ti、Td设置合适的情况下调节时间、稳态误差、超调量等指标都可以达到本次设计的要求。由于最基本、最简便的控制方法比例控制已经能够达到设计要求,所以本次设计最终采用比例控制,比例系数取Kp=60,最终仿真结果如图5.19和图5.20所示。
图5.19最终仿真结果
图5.20最终车速仿真图
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