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本章节Dr.Zooba的PPT在原理阐释上比较模糊，以教会你套公式怎么做题为主，建议参考B站DR_CAN视频：【Advanced控制理论】2_状态空间_State Space_哔哩哔哩_bilibili。本篇笔记在原理阐释部分以DR_CAN的视频笔记为主。 状态空间表示法原理阐释对于任意一个系统，其输入和输出可用微分方程表示，例如下图这个由弹簧、阻尼器、小物块构成的系统。小物块质量为m，位移为x，受力情况是：($\dot x$表示$x$的一阶导数，$\ddot x$表示二阶，以此类推) 受拉力f(t) 受阻尼力$f_B=B \dot x$ 受弹簧拉力$f_k=kx$ 根据$F_{合力}=ma,a=v’=x’’$(位移的导数是速度，速度的导数是加速度)，因此可以列出方程： m\ddot x=f(t)-f_k-f_B=f(t)-kx-B\dot x在上式中，记位移$x$是系统的输出，拉力$f(t)$是系统的输入。按照以往信号与系统的处理方式，会将该微分方程输入与输出各放一边后拉普拉斯变换。 但在现在控制理论中，会将其转化为状态空间方程的形式。一个信号经过微分器微分前后就是两个不同 ...

时间延迟对系统频响的影响时延是输入与控制系统开始响应输出之间的时间差，其被称为lag或者dead time，记作T或表示成$e^{-sT}$(拉普拉斯变换的时移性质：$L[f(t-t_0)]=F(s)e^{-st_0}$) 时延对频响相响图的影响考虑一个系统函数为$G(s)$的一个系统，对其引入时间为T的时延，并求波德图 G(s)e^{-sT}=|G(j\omega)|e^{\angle G(j\omega)}e^{-j\omega T}=|G(j\omega)|e^{j[\angle G(j\omega)-\omega T]} 系统的幅频响应对应$|G(j\omega)|$，因此时延并不改变幅频响应。 但时间延迟从相频响应图中减去了$\omega T$，也就是说，随着频率增大，相位减少越大；换句话说，它削减了相位裕度。 如下图所示： 显然，如果时间延迟非常大，闭环系统将不稳定。 从时域的角度看 从时域的角度来看，延迟会造成（即，削减相位裕度会造成） 更低的阻尼比 更多的振荡响应 当系统内带有非最小相位元件(带有时滞特性/延时，相位滞后)元件时，会产生非最小相位系统。因此我们 ...

通信系统简介引入 一个传输系统一般可分为5块（5 blocks），其组成上图所示。 信源（Source）：提供需要传输的信息信号; 发射机（Transmitter）：对信源产生的信息进行编码、调制并对信号进行放大，使其符合信道的传输特性。例如moden将数字信号调制为模拟信号传输。 传输系统/信道等：可以是连接发射机和接收机的线，也可是一整个网络系统。穿越它。 接收机（Receiver）：接收发射机发送的信号，并将其转换为可由目标设备处理的形式。例如modem会将模拟信号解调为数字信号再发给电脑。 信宿（sink/ destination）：服务器、电脑、手机等。信息的目的地。 在通信系统中，Transmission一词强调信息的传输，Propagation一词强调承载信息的电磁波的传播。 服务质量（Quality of Service, QoS)QoS指网络的服务质量，也指一个网络能够利用各种基础技术，为指定的网络通信提供更好的服务能力。 当网络发生拥塞的时候，数据可能被丢弃；为满足用户对不同应用不同服务质量的要求，就需要网络能根据用户的要求分配和调度资源，对不同的数据流提供不同 ...

CH1-传输通信的基本概念5 block系统模型 source、transmitter、Transmission system、receiver、destination Telecommunication 的定义 a transmission of signals in a long distance 奈培和分贝 dB:10log(\frac{P_2}{P_1}); Np=\frac{1}{2}ln(\frac{P_2}{P_1})Np=8.686dB CH2-数据传输传输损伤传输损伤来自 衰减（Attenuation）和传输失真（Attenuation distortion） 延迟失真（Delay distortion） 噪声（Noise） 其中噪声可以细分为： 热噪声 thermal noise；$N=kTB$,玻尔兹曼常$k=1.38\times10^{-23}J/K$ 互调噪声 intermediation noise 串扰 crosstalk 冲击噪声 impulse noise 信道容量 奈奎斯特带宽$R_B=2B$ 香农公式$C=Blog_2(1+SNR)$ ...

本节对应中文书第五章 引入在IP层中，已经完成了大规模的网络路由，此时网络中的两台主机已经可以通信。但是实际上，通信的是你电脑上的应用进程，例如QQ，微信，腾讯会议等等。在另一端也是一样，例如腾讯的服务器上的QQ服务端进程。运输层提供的就是应用进程间的通信。 运输层的两个主要协议TCPTCP协议的头部如下图所示 套接字：IP地址+端口号被称为TCP层中的套接字（Socket）。 请注意，socket 这个名词有时容易使人把一些概念弄混淆，因为随着互联网的不断发展以及网络技术的进步，同一个名词 socket却可表示多种不同的意思。例如: 允许应用程序访问连网协议的应用编程接口API(Application Programming Interface)，即运输层和应用层之间的一种接口，称为socket API, 并简称为 socket。 在socket API 中使用的一个函数名也叫做 socket。 调用 socket 函数的端点称为 socket，如“创建一个数据报 socket” 调用socket函数时，其返回值称为 socket 描述符，可简称为 socket。 在操作系统内 ...

本节对应中文书第四章 为什么网络物理上的传输是用的MAC地址，而还需要IP地址？ 因为MAC理论作用于局域网内，局域网上理论上是通过广播的形式在寻找通信的对象。而IP地址是可以进行路由的，只有第一次时，需要广播寻找它在哪，后续的通信便可以记住。这样才能实现局域网“来去自由”。 而且，有一些设备的硬件地址格式不一样，为了使得异构网络能够统一地联通，需要使用IP地址。 IP地址IP地址会给互联网上的每一个主机，路由器的每一个接口，都分配一个IP地址。 IP地址的分类 IP地址被划分为了ABCDE五类，其中ABC三类为单播地址（一对一通信），是最常用的。在ABC三类中，前8 16 24位是网络号。网络号的前三位是类别号，用于区别其是哪一类。D类地址一般用于多播（一对多通信）。 在最初的时候，网络号的目的就是区分各个局域网。但是后面IP地址不够用了，因此产生了虚拟网（后面会讲，这里只需要知道网络号现在不完全是用来区分局域网的）。同一局域网上的主机或者路由IP地址中，网络号号段必须一样。 主机号由局域网内自己分配。 子网掩码(subnet masking)由于两级IP地址不够灵活，在主机号的 ...

控制系统概述 如上图所示，根据有无feedback，控制系统被分为开环控制系统和闭环控制系统两类。在一个抽象出的系统中，使用Sensor取回需要的数据，Controller处理数据并转换为控制信号，Actuator收到控制信号后将其转化为物理上的输出 这一门课仅涉及闭环线性时不变控制系统 开环控制系统开环控制系统因为没有反馈的存在，因此系统的精度取决于校准的程度。 而且，开环控制系统无法消除收到的干扰或运行变化所造成的影响。 闭环控制系统闭环控制系统将它现在的实际输出与期望的输出进行对比，再进行控制。这个过程被称为反馈。 通常来说，使用负反馈来控制一个系统。（i.e., 将系统期望的输出-现在的输出，得到error值）。在这门课中，只学习负反馈的情况。 对系统进行建模（引入）使用拉普拉斯变换表达系统传输函数一个带有反馈的系统，其系统可以用一个差分方程来描述。通式是： \frac {d^ {n}y}{dt^ {n}} + a_ {n-1} \frac {d^ {n-1}y}{dt^ {n}1} + a_ {1} \frac {dy}{dt} + a_ {0} y(t)= b_ ...

波德图 （Bode plot）引入-什么是波德图波德图是一种用于体现系统开环传输函数(open loop transfer function)频率响应的图。波德图一般是由二张图组合而成，一张幅频图（幅度通常以dB为单位），一张相频图（相位通常以degree 为单位），两图都采用对数形式的横坐标（频率轴，单位rad/sec）。下图是一个波德图的例子 采样法画波德图幅频图 将$s=j\omega$代入求开环传输函数的幅频响应 $|H(s)|$（拉普拉斯变换$s=\sigma+j\omega,\ \sigma=\ 0$ 就等效于傅里叶变换了，详见信号与系统-拉普拉斯变换） 将其转换为对数形式（$20log\left(\left|H\left(j\omega\right)\right|\right)$） 变化频率$\omega$计算输出得到幅频图。（注：$|H(j\omega)|$就是开环传输函数在复平面的模长，也就是$\sqrt{\left(Real^2+Img^2\right)}$） 相频图依旧代入s=j\omega，求开环传输函数的相频响应$angle(H(j\omega))$。具体 ...

引入对于光而言，其频率非常高，因此在讨论光时一般不直接讨论频率，而转为讨论光波的波长（通常以nm为单位）。 最开始的时候，塑料光纤作为“打通光纤通信最后一米，让用户终端使用光通信”的存在，有很多人在研究。这种光纤只能在较短距离内传输。但是它最终还是没有赶上时代，现在使用较少。 在CH3中简略介绍过光纤，其中介绍了单模和多模光纤，其粗细有差异。一般来说，单模线芯粗细约为9um，多模线芯粗细越为50um。 将光纤无法做“接头”，因为光的指向性非常明确。一能一条线做一个“插头”。同时，光纤间连接时需要使用融纤机进行融接。 在光纤传输系统中，首先使用发光二极管（light-emitting diodes）将电信号转化为光，在接收端再用光电二极管（photodiodes）转化为电信号。 没有发射设备发出单一频率的辐射。LED 的输出线宽（linewidth）通常约为 60 nm，激光器的线宽为 5 至 10 nm，而“单模激光器”的线宽可以小于 0.01 nm。这与本节中会介绍的色散有关，这代表即使信号源是单色的（单频），也会发生频率扩展。 光纤的通信能力有如下参数来量化： 光接接收度（li ...

[施工中..] SPI控制器SPI控制器原理 上图展示了STM32F4系列的SPI控制器框图。由波特率发生器产生时间信号，逻辑控制器进行MOSI和MISO控制，并产生片选信号。同时由Tx Rx两个缓冲寄存器+移位寄存器构成发送模块。控制寄存器主要有SPI_CR1，SPI_CR2，BR。 发送流程 数据写入Tx Buffer Tx Buffer内的的数据填入移位寄存器 移位寄存器逐个bit发至MOSI线 发送完毕，SPI_SR TXE寄存器置位 接收流程 数据写入移位寄存器 移位寄存器写入 Rx Buffer 接收完成，SPI_SR EXNE置位 读取Rx Buffer内的内容 片选信号在SPI_CR1寄存器中的SSI信号即是该控制器内的片选信号发生器。可通过配置SPI_CR1 SSM寄存器来决定该信号是否对外输出。以此实现不同的片选效果。在NSS对外输出时，配置SPI_CR1 SSOE寄存器又可定义两种不同的硬件管理模式 STM32的SPI控制器支持三种片选模式： 软件管理：（SSM=1）外部NSS引脚空闲，可复用其他功能。自定义GPIO通过写高低电平实现片选 硬件管理（输出使能 ...