网络故障分析虚拟仿真实验系统的设计与实现
这是一篇关于网络故障,故障分析,虚拟仿真,实验系统,TCP/IP的论文, 主要内容为十八大以来,教育部对各高校教育改革工作进行不断深化拓展,针对各高等院校虚拟仿真实验室建设标准和意识存在空白,面对市场上众多的虚拟仿真产品建设者眼花缭乱等困扰,教育部印发了《关于开展虚拟仿真实验教学项目的建设工作》的通知,进一步推进现代信息技术与实验教学项目的融合,拓展实验教学内容的广度和深度,拓展实验教学的时间和空间,为实验教学的创新提供有力支撑;同时,也对虚拟仿真实验教学提出了更高的要求,即必须具有先进的技术、高水平的管理、科学的运行机制,才能适应当前教育改革的需要。由此可见,虚拟仿真实验教学必定能成为帮助高等教育实现教学质量转型和赶超的重要手段。为增强学生的网络故障分析诊断能力,本着“仿真沉浸、虚实互补、思维培成、能力铸造”的理念,设计与实现了集教学、实践、考核于一体的网络故障分析虚拟仿真实验系统。本系统设计了实验前、中、后三个阶段,且各个阶段功能完备,进展有序,使学生可以系统的学习计算机网络知识,并通过虚拟仿真实验对所学理论知识得以检验和运用。仿真实验的内容基于TCP/IP参考模型中各层网络协议核心知识点,以及协议栈中不同层次之间的逻辑关系,依托网络故障真实案例,在虚拟实验环境中模拟网络体系结构中常见的网络故障现象,如:传输介质故障、IP地址冲突、VLAN配置错误、hosts文件错误等,供学生进行网络故障分析和排查练习,从而有效增强学生理论结合实际的能力,培养开发复杂网络系统的思维、加强网络工程规划设计与配置实现的能力,以及对突发网络故障的分析与修复能力,综合提升学生的逻辑推理和分析判断思维。网络故障分析虚拟仿真实验系统面向Windows平台的Web端用户使用,本系统采用的技术及作用包括:基于B/S(browser/server)系统架构的后台程序、3ds Max建立的虚拟仿真实验环境模型、NGUI制作的用户界面以及Unity 3D技术设计的业务仿真逻辑。本文详细介绍了整个网络故障分析虚拟仿真实验系统的设计与开发过程,以及仿真实验项目的开发框架,包括应用层、仿真层、服务层、支持层。该虚拟仿真实验环境中采用MVC三层结构模式,组织和编写了模型-视图-控制器之间的逻辑关系,从而不断的完成系统与用户之间的交互,以实现虚拟仿真实验系统的各项功能。使用My SQL数据库以存储各类实验数据,通过图形学工具Shader Forge渲染提高显卡的工作效率,运用Web GL技术将Unity项目嵌入到Web浏览器中,通过数据接口无缝对接,以便用户能够随时随地通过浏览器进行实验操作,Web GL文件通过在Wampserve32虚拟服务器中测试,各项功能正确,最终部署到服务器端。本系统作为虚拟仿真类教学系统,一站式服务简化了传统教学流程,在开发过程中,应用计算机图形学与Unity仿真引擎相结合的技术,在提高GPU运算效率的同时增强了视觉效果;在虚拟仿真系统开发过程中,分析应用了边缘光算法、碰撞检测算法、并设计了业务逻辑算法等,增强了系统的真实性;将Unity系统与Web系统通过Web GL技术融合,实现了单个系统功能性的跨越。
基于51单片机的教学实验系统的设计与开发
这是一篇关于STC89C52,单片机,实验系统,调试与仿真的论文, 主要内容为单片机经过几十年的发展，目前已经广泛应用于生产生活的各个领域。全国高等院校的计算机科学与技术专业和电子信息工程等专业，已经普遍开设了单片机相关的课程。《单片机技术》，《单片机原理与接口技术应用》等课程作为工科专业的必修专业基础课，对教学提出了较高的要求，尤其是实践教学环节。单片机技术的教学必须要有一定课时的高质量的实验课程来配合理论课的教学，只有这样才能使学生更好的掌握单片机的开发，提高动手实践的能力，培养创新精神。但是目前市场上的单片机实验系统普遍价格昂贵，并不能很好的满足单片机的教学。在这样的情况下，构建一个低成本，源代码开放，有完整电路原理图的单片机教学实验系统是非常有必要的。对于提高单片机的教学效果，培养单片机的开发人才具有很大的现实意义。 论文主要完成了以下工作： 1.分析了目前单片机教学中存在的问题，和目前市场上存在的单片机教学实验系统的现状。提出了构建一种低成本，源代码开放，适合学校单片机教学的51单片机教学实验系统。 2.为了解决单片机教学中存在的问题，对单片机教学进行改革，提高单片机的教学效果，使学生能够更好的掌握单片机的开发技术，结合单片机教学大纲的要求，利用宏晶科技公司生产的STC89C52单片机为核心，设计完成单片机教学实验系统的硬件开发工作，并且调试成功。提供了所有的硬件电路原理图，以供给单片机教学使用。 3.结合单片机教学实验系统的硬件和教学需要，开发了一系列的基础类的实验，即基础接口设计实验。同时为了满足创新性教学和太高学生综合设计能力等的需要，开发了一些综合性的实验项目，例如，数字电子钟实验，简易计算器实验，温控系统实验等供教学以及单片机课程设计和毕业设计的使用。所开发的实验项目均提供汇编源代码和C源代码，供学生参考。 4.开发了基于SST89E564RD的硬件仿真器。以使学生能够在课堂上学会单片机的硬件仿真调试，真正的掌握单片机的开发技术。 目前本课题已经完成了51单片机的教学实验系统的所有的硬件和软件的开发调试工作，经过小规模的试用，证明符合本课题设计的预期，效果良好。
基于改进集成随机权神经网络的精矿产量在线预报系统
这是一篇关于选矿过程,精矿产量,相关性分析,最大信息系数,遗传算法,集成随机权神经网络,正则化,负相关学习,在线学习,实验系统的论文, 主要内容为选矿是将原矿石经过复杂的物理/化学变化分离成有用矿物和脉石并使有用矿物富集起来的一种流程工业过程。该过程由一系列的复杂工序串联或并联组成,每道工序都有评价其生产运行状况或产品质量的指标,称为工艺指标。而对整个选矿流程进行评价的指标为综合生产指标,主要有精矿产量和精矿品位;其在很大程度上取决于工艺指标。综合生产指标是选矿生产过程的最重要指标,如何按照综合生产指标有效地调整整个选矿生产流程是保证选矿企业效益的关键。然而选矿全流程综合生产指标难以在线获取,一般都是采用离线化验的方法得到,难以满足生产优化实时性的要求。因此,需要建立精确的综合生产指标预报模型来对其进行预报,这对于实现整个选矿过程的优化控制具有非常重要的意义。现有的选矿生产指标预报模型的输入变量大都是基于研究人员的经验确定,不能有效避免噪声变量也无法直观地展现目标变量和各输入变量之间的相关性。而现有智能建模方法如BP网络等弱学习机大都基于经验风险最小化,容易产生过拟合,泛化性能差。而集成学习克服了弱学习机的上述不足,增强了模型泛化性能。此外,现有预报方法大多是离线学习,不能较好的适应选矿过程工况以及环境的变化。本文针对上述问题,依托国家自然科学基金项目“复杂工业过程运行指标闭环优化方法研究(61273031)”,开展了选矿过程综合生产指标预报的研究以及选矿综合生产指标预报模型实验系统的开发,主要工作如下:(1)针对选矿过程综合生产指标预报模型输入变量选择的问题,引入最大信息系数算法分析选矿过程中各工艺变量、原矿性质与生产工况条件指标和综合精矿产量指标之间的关系,根据所得的相关性值并结合实际的选矿过程,然后选择和综合精矿产量具有较强相关性的变量作为精矿产量预报模型的输入变量。(2)提出了一种改进集成随机权神经网络的选矿过程综合精矿产量在线预报方法。其中,集成随机权神经网络算法采用正则化负相关学习策略来集成个体模型;通过在线学习方法对新数据进行学习同时更新模型,使得模型具有更好的适应性能;并提出了激励函数参数优化方法。为验证算法的有效性,采用6个标准测试数据对所提算法进行测试,实验结果表明本文算法相对于现有方法具有更好的性能。此外,采用实际选矿数据进行应用研究,在模型变量选择基础上进行选矿过程精矿产量指标的预报,通过与前人搭建的Adaptive cPSO、PCA-MGA-LSSVM和Online-DNNE等预报模型相比,本文所提方法具有更高的预报精度,验证了算法和变量选择方法的有效性。(3)在上述预报模型理论研究基础上开发了“选矿过程综合精矿产量预报模型实验系统”。该系统基于“Apache+PHP+MySQL”的系统基本构架,采用vue+webpack渐进式框架,算法程序采用MATLAB编程技术。系统中集成了不同的变量选择方法,不同的预报模型回归器算法;通过该系统可以实现对不同模型预报性能的研究,同时还可以进行模型参数对其性能影响的研究。最后,通过实验验证了系统的有效性。
基于51单片机的教学实验系统的设计与开发
这是一篇关于STC89C52,单片机,实验系统,调试与仿真的论文, 主要内容为单片机经过几十年的发展，目前已经广泛应用于生产生活的各个领域。全国高等院校的计算机科学与技术专业和电子信息工程等专业，已经普遍开设了单片机相关的课程。《单片机技术》，《单片机原理与接口技术应用》等课程作为工科专业的必修专业基础课，对教学提出了较高的要求，尤其是实践教学环节。单片机技术的教学必须要有一定课时的高质量的实验课程来配合理论课的教学，只有这样才能使学生更好的掌握单片机的开发，提高动手实践的能力，培养创新精神。但是目前市场上的单片机实验系统普遍价格昂贵，并不能很好的满足单片机的教学。在这样的情况下，构建一个低成本，源代码开放，有完整电路原理图的单片机教学实验系统是非常有必要的。对于提高单片机的教学效果，培养单片机的开发人才具有很大的现实意义。 论文主要完成了以下工作： 1.分析了目前单片机教学中存在的问题，和目前市场上存在的单片机教学实验系统的现状。提出了构建一种低成本，源代码开放，适合学校单片机教学的51单片机教学实验系统。 2.为了解决单片机教学中存在的问题，对单片机教学进行改革，提高单片机的教学效果，使学生能够更好的掌握单片机的开发技术，结合单片机教学大纲的要求，利用宏晶科技公司生产的STC89C52单片机为核心，设计完成单片机教学实验系统的硬件开发工作，并且调试成功。提供了所有的硬件电路原理图，以供给单片机教学使用。 3.结合单片机教学实验系统的硬件和教学需要，开发了一系列的基础类的实验，即基础接口设计实验。同时为了满足创新性教学和太高学生综合设计能力等的需要，开发了一些综合性的实验项目，例如，数字电子钟实验，简易计算器实验，温控系统实验等供教学以及单片机课程设计和毕业设计的使用。所开发的实验项目均提供汇编源代码和C源代码，供学生参考。 4.开发了基于SST89E564RD的硬件仿真器。以使学生能够在课堂上学会单片机的硬件仿真调试，真正的掌握单片机的开发技术。 目前本课题已经完成了51单片机的教学实验系统的所有的硬件和软件的开发调试工作，经过小规模的试用，证明符合本课题设计的预期，效果良好。
基于改进集成随机权神经网络的精矿产量在线预报系统
这是一篇关于选矿过程,精矿产量,相关性分析,最大信息系数,遗传算法,集成随机权神经网络,正则化,负相关学习,在线学习,实验系统的论文, 主要内容为选矿是将原矿石经过复杂的物理/化学变化分离成有用矿物和脉石并使有用矿物富集起来的一种流程工业过程。该过程由一系列的复杂工序串联或并联组成,每道工序都有评价其生产运行状况或产品质量的指标,称为工艺指标。而对整个选矿流程进行评价的指标为综合生产指标,主要有精矿产量和精矿品位;其在很大程度上取决于工艺指标。综合生产指标是选矿生产过程的最重要指标,如何按照综合生产指标有效地调整整个选矿生产流程是保证选矿企业效益的关键。然而选矿全流程综合生产指标难以在线获取,一般都是采用离线化验的方法得到,难以满足生产优化实时性的要求。因此,需要建立精确的综合生产指标预报模型来对其进行预报,这对于实现整个选矿过程的优化控制具有非常重要的意义。现有的选矿生产指标预报模型的输入变量大都是基于研究人员的经验确定,不能有效避免噪声变量也无法直观地展现目标变量和各输入变量之间的相关性。而现有智能建模方法如BP网络等弱学习机大都基于经验风险最小化,容易产生过拟合,泛化性能差。而集成学习克服了弱学习机的上述不足,增强了模型泛化性能。此外,现有预报方法大多是离线学习,不能较好的适应选矿过程工况以及环境的变化。本文针对上述问题,依托国家自然科学基金项目“复杂工业过程运行指标闭环优化方法研究(61273031)”,开展了选矿过程综合生产指标预报的研究以及选矿综合生产指标预报模型实验系统的开发,主要工作如下:(1)针对选矿过程综合生产指标预报模型输入变量选择的问题,引入最大信息系数算法分析选矿过程中各工艺变量、原矿性质与生产工况条件指标和综合精矿产量指标之间的关系,根据所得的相关性值并结合实际的选矿过程,然后选择和综合精矿产量具有较强相关性的变量作为精矿产量预报模型的输入变量。(2)提出了一种改进集成随机权神经网络的选矿过程综合精矿产量在线预报方法。其中,集成随机权神经网络算法采用正则化负相关学习策略来集成个体模型;通过在线学习方法对新数据进行学习同时更新模型,使得模型具有更好的适应性能;并提出了激励函数参数优化方法。为验证算法的有效性,采用6个标准测试数据对所提算法进行测试,实验结果表明本文算法相对于现有方法具有更好的性能。此外,采用实际选矿数据进行应用研究,在模型变量选择基础上进行选矿过程精矿产量指标的预报,通过与前人搭建的Adaptive cPSO、PCA-MGA-LSSVM和Online-DNNE等预报模型相比,本文所提方法具有更高的预报精度,验证了算法和变量选择方法的有效性。(3)在上述预报模型理论研究基础上开发了“选矿过程综合精矿产量预报模型实验系统”。该系统基于“Apache+PHP+MySQL”的系统基本构架,采用vue+webpack渐进式框架,算法程序采用MATLAB编程技术。系统中集成了不同的变量选择方法,不同的预报模型回归器算法;通过该系统可以实现对不同模型预报性能的研究,同时还可以进行模型参数对其性能影响的研究。最后,通过实验验证了系统的有效性。
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