仿真秀‑CAE仿真知识服务平台

MATLAB课程之第五章v2文件操作(1)本章非常实用，所以内容较多，这也是从理论走向实践的必经之路。离开了数据，你怎么进行实践操作？在计算机中，数据的形式就是文件！五个部分！每个部分都涉及一种常用的文件！先来看常用的音频文件！大家都爱听音乐的吧！现在的耳机已经都是无线耳机了，我们早年都是用有线耳机，这一切的变化都要归功于通信技术和芯片技术的发展啊！我们电子专业、通信专业的学生学的就是这个技术！自豪吧？当然了！学好了就在这个领域好好发展，贡献力量吧！数字世界的未来需要大家的参与！音频文件也有多种格式！目前，WAV格式比较常用！什么是采样率？这些知识都和数字信号处理有关联！大家在大三就要学这门课了！注意：因为MATLAB版本的更新问题，在2020a及以后版本中，原函数wavread()要换成函数audioread()。两函数的调用格式存在差别，可以在MATLAB命令窗口输入helpaudioread，可以了解区别。学会使用help是掌握MATLAB的必由路径。如果在文件里面加入噪声，那么听起来会有什么变化呢？噪声怎么加？randn函数就可模拟噪声！为什么讲音频文件？音频信号处理是研究用数字信号处理技术和语音学知识对语音信号进行处理的新兴的学科，是目前发展最为迅速的信息科学研究领域的核心技术之一。通过声音传递信息是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息形式。同时，声音也是人与机器之间进行通信的重要工具，它是一种理想的人机通信方式，因而可为信息处理系统建立良好的人机交互环境，进一步推动计算机和其他智能机器的应用，提高社会的信息化程度。语音信号是基于时间轴上的一维数字信号，在这里主要是对语音信号进行频域上的分析。在信号分析中，频域往往包含了更多的信息。对于频域来说，大概有8种波形可以让我们分析：矩形方波，锯齿波，梯形波，临界阻尼指数脉冲波形，三角波，余旋波，余旋平方波，高斯波。对于各种波形，我们可以用傅立叶变换进行分析，就是将时域的波形转化到频域结果。语音信号处理是一门新兴的学科，同时又是综合性的多学科领域和涉及面很广的交叉学科。虽然从事这一领域研究的人员主要来自信号与信息处理及计算机应用等学科，但是它与语音学、语言学、声学、认知科学、生理学、心理学等许多学科也有非常密切的联系。在上个世纪60年代，计算机的广泛应用推动了语音识别技术的发展，出现了多种语音信号分析方法，提出了动态规划(DP)和线性预测分析(LP)技术。其中后者较好地解决了语音信号产生模型的问题，对语音识别的发展产生了深远影响。70年代，语音识别理论取得了突破。LP技术得到进一步发展，动态时间归正技术(DTW)基本成熟，特别是提出了矢量量化(VQ)和隐马尔可夫模型(HMM)理论。在实践上，实现了基于线性预测倒谱和DTW技术的特定人孤立语音识别系统。80年代，HMM模型和人工神经元网络(ANN)成功应用于实践，并于1988年由CMU研制出了非特定人、大词汇量、连续语音识别系统。它可以理解由1000个单词构成的4200个句子，被认为是语音识别历史上的一个里程碑。HMM模型的广泛应用应归功于AT&TBell实验室Rabiner等科学家的努力，他们把原本晦涩难懂的HMM纯数学模型工程化，从而为更多研究者了解和认识。ANN和HMM模型建立的语音识别系统，性能相当。进入90年代，随着多媒体时代的来临，迫切要求语音识别系统从实验室走向实用。现在，人工智能语音系统已经进入了社会的方方面面！建议大家做一下这样的测试！对音频信号进行采集，然后使用MATLAB中的wavread函数对音频文件进行信号读取，并使用sound函数对信号进行播放，重点用于和对其添加噪声后的新信号进行对比。如何添加噪声？对音频文件读取出的信号进行加噪声处理。使用matlab中的相关命令。比如WGN、AWGN。WGN用于产生高斯白噪声，AWGN则用于在某一信号中加入高斯白噪声，也可直接用randn函数产生高斯分布序列。扩展知识面！在MATLAB中，有哪些音频处理方法呢？音频分析在对音频信号进行处理之前，需要先对音频信号进行分析。音频分析的目的是了解音频信号的性质，如幅频特性(即信号在不同频段上信号的强度变化)和谱密度等。常用的音频分析方法有:(1)时域分析：使用时域分析方法可以获得信号的波形特性，如声音的语调和节奏等。这种方法通常直接分析音频信号的时间属性，例如音频信号的波形、功率、能量以及峰值等。(2)频域分析：使用频域分析方法可以获得音频信号的频域特性，如频率成分、谱密度和频率响应等，这些都有助于了解音频信号的特征。音频信号滤波音频信号滤波是指使用滤波器对音频信号进行处理，以去除噪音、增强信号、调整频率响应等。主要有以下几种滤波方式:(1)低通滤波器：通常是用于去除高频噪声，保留低频信号，也可以被用来过滤高频随机振动，并平滑低频的形状。(2)高通滤波器：通常是用于去除低频噪声，保留高频信号，也可以用来过滤低频随机振动，而保留高频的形状。(3)带通滤波器：用于去除不良频段信号，并提取出希望得到的通带内的信号。(4)带阻滤波器：也称为不仅通滤波器，用于去除在不希望得到的通带内信号，并弱化不良频段的信号。音乐合成音乐合成可以通过各种方式来实现，在MATLAB中主要使用合成器、算法来进行音乐合成。(1)音色合成:可以使用不同类型的信号(例如正弦信号、方波、sinc函数等)，然后用它来重构所需的声音，并混合必要的频谱(频率成)分)。(2)波场合成:将多个声波波形混合成单个波开形，通过加性混合器可以将多个声波波形添加在一起，形成单个混合的波形。音频信号压缩音频信号压缩是音频处理过程中必不可少的过程之一，它可以减小音频文件的大小，并增加存储空间的利用率。在MATLAB中，音频信号压缩可以通过以下几种方式来实现：(1)动态范围压缩(DynamicRangeCompressionDRC)：用于减小音频信号的动态范围，提高信号的平均功率，并使音频信号更具吸引力和响亮。(2)均衡器(Equalizer,EQ)：用于增强或减弱音频信号的各个频率段。这通常是通过使用滤波器来实现的。(3)无损压缩：无损压缩可以保留音频信号的所有信息，以最小化文件存储空间。音频降噪音频降噪是一种通过降低噪音水平来提高听音体验的技术。常见的音频降噪技术有基于时间的降噪与基于频率的降噪两种。在MATLAB中，可以使用以下工具箱和方法来实现音频降噪。(1)自适应降噪器(AdaptiveNoiseCancellingANC)：自适应降噪器通过对录制的音频数据进行过滤，消除来自环境噪音和杂音的干扰信号。(2)波形补偿技术(WaveformSynthesis)：波形补偿技术利用反馈控制方式，将零输出与期望输出进行比较，校准信号输出，外部干扰可以自动补偿或者消除。(3)经验模态分解(EMD)、小波降噪技术(WaveletDenoising)除噪：这两种方法可以用数学和数字信号处理来区分音频信号特征中的噪声和信号，然后消除噪声信号，降低杂音的影响。这么多内容？是的，什时候才能开始写这方面的程序呢？等学了《信号与系统》、《数字信号处理》就可以开始了！到时候，大家有兴趣，可以找我来指导！回顾一下函数的内容！这是一个系列视频！既带着大家扩展思维，也带着大家深入学习函数！欢迎大家在视频下面留言评论！教学相长！思维引导的内容会让你大开眼界！这是第一天的讲解！未完，待续！修订记录20230208完成初稿；20230826修订内容v2；来源：通信工程师专辑

来源：学术堂网站，原文来自科技经济导刊，作者：陈昊。分析我国工程技术可知，其中基础理论研究起到了关键作用，而力学知识是其中最核心的技术要点，尤其是工程力学要点的应用为工程技术的改革创新提供了强有力的支持，发挥了不可代替的作用，因此，讨论其中多种力学知识的实际应用具有现实意义。一、实际工程建设中的力学知识研究力学知识在我国多种类型的项目工程建设中均得到了广泛应用，技术研究人员通过分析工程类型与力学知识要点，将二者进行整合，通过实践得到了系统化的研究结果。目前，力学知识常用工程为：高层以及超高层建筑，随��我国经济社会的不断发展，城市建设过程中高层以及超高层建设数量越来越多，而由于其建筑结构特点较高，在实际操作过程中，工程力学对于其安全性、稳定性起到了关键作用，同时保证了建筑的使用寿命。能源工程无论是电力、风能、石油以及核能工程建设过程中，都有力学知识的融入。例如：核电站建设时，利用工程力学可以为反应堆外壳的坚固性和稳定性提供保障，从整体上提升工程安全性；水利电工程，例如：长江三峡水利工程建设过程中应用到了河流动力学概念、通航水力学等等；国防工程，无论是机场还是港口，或者是飞机、导弹等武器研究过程中，力学都发挥了中重要作用[1]。二、工程建设中力学知识的实际应用1. 连续体力学的应用力学知识中的工程力学应用历史较长，结构组成较为复杂，是一项值得深入探究的力学学科，其中涵盖的多种学科理论可以在不同类型的工程建设中起到关键作用，为技术发展提供理论支持。连续力学是一种研究实际工程中多种结构力学特点的理论知识，例如：分析建筑中梁结构的硬度与强度，主结构是否稳定。随着连续力学研究的深化，其中很多结构模式与计算公式都出现了一些问题，导致技术理论不能顺利使用。所以，研究学家以数学理论为基础，建构理性力学观点，结合连续力学形成了一种新知识体系，而这种体系在如今对建筑结构的稳定性研究提供了很多帮助。2.固体力学的应用固体力学作为工程力学知识中的关键组成部分，也是如今工程建设当中使用范围最广的力学知识理论。固体力学中包含了：材料力学知识、结构力学知识、弹力学、塑性学、复合材料力学和断裂力等内容，而最基础的建筑力学知识为材料学、结构学等，在土木工程建设中应用较多。例如：在实际工程建设过程中，使用材料力学知识可以保证建筑材料的韧性、强度、稳定性等，符合设计方案要求，为建筑施工的安全性与稳定性提供保证，而结构力学理论则可以保证建筑整体结构以及各环节结构的合理，弹性力学知识能够在检测建筑材料弹性的基础上，保证建筑抗压、抗震等性能良好。3.土力学和岩体力学的应用土力学和岩体力学作为工程力学中的重要研究学科，本身具有一定基础性。在实际工程建设过程当中，这两门力学知识主要应用在地基、地下开挖、地下交通建设、钻探等方面，在如今城市建设中，较为广泛的高层以及超高层建筑中的深基坑支护技术中也得到了运用。在对深基坑进行挖掘与支护时，土力学的基础公式提供了重要作用，技术人员可以根据分析不同土质力学的属性，收集数据并加以计算，从而确定出合理的挖掘和支护措施，保证深基坑具有一定稳定性。在挖掘施工过程中，技术人员可以分析地下岩体的结构特征总结力学特性，利用技术手段加强工程中岩体的可靠性与稳定性，从而降低出现塌方、渗漏事故的风险。尤其是在进行地下交通工程建设时，技术人员需要充分发挥土力学以及岩体力学的作用，使其在交通隧道、地下车站等配套施工过程中做出支持作用[2]。4.计算力学理论的应用计算力学是一种基于计算机信息技术和工程力学理论发展出的一种力学学科知识，其中包含了基础计算力学以及工程计算力学两个方面。工程计算力学在实际工程建设当中起到了技术理论支持的效果，结构中涵盖了建筑力学、离散技术、离散技术以及软件技术，主要应用范围就是利用计算机软件，结合离散化技术与数值分析技术，分析整体建筑结构是否合理，并实现实时检测、优化等动态管理手段。力学研究与工��建设技术正在不断发展，还有很多力学学科知识已经逐渐应用到各个领域，例如：静力学、动力学、可靠力学等等，这些力学知识都为工程技术的发展提供有利支持。技术人员通过使用静力学与动力学概念，提升了建筑结构的稳定性。工程力学是一项具备理论性、实用性的重要技术理论，实际应用与实验室研究之间存在着密不可分的联系，例如：在实验室中研究材料力学，可以进一步验证施工材料是否符合实际工程标准，为建筑质量提供一定保证。三、结 语无论是高层建筑建设、民生工程、水利电工程，还是国防工程，力学知识在其中都起到了重要作用，合理应用知识理论可以有效提升建设质量。因此，需要不断探究相关理论知识，为我国综合国力的提升奠定基础。参考文献：[1]马惠颖.力学知识在工程建设中的应用探究[J].学园,2017(25):154+163.[2]李磊.力学知识在实际工程建设中的应用探析[J].山东工业技术,2017(09):103.

重磅课程又来啦！隔了三年，新增加了一个章节—第七章：仿真与实战！看名字就知道本章内容会告诉大家如何仿真卫星通信的相关知识！开始一个全新知识的讲解！！！合盘推出之前在工作过程积累的知识和代码以及文档，因此写的很慢。已经准备了三年多时间，还在不断的完善，值得期待！在这里分享我导师中科院黄佩诚研究员的一句话：共振像纽带一样将万物互联！虽然和导师的联系越来越少，但心里一直电极老人家的身体。希望黄老师少抽烟，多休息，切记不能再熬夜哦。也希望我传播知识的决心能够和大家坚持学习的心共振起来。让我们一起学到飞起来！本章既可以作为《卫星通信》的第七章进行讲解，也可以单独作为一门实践课程进行讲解！因此，本章的内容极为庞大，接近三十篇文章。有工程文档和代码的加持，相信大家看起来会津津有味！2023年1月，我们都扛住了新冠的第一波，静候第二波！安心在家讲课写文章，少出门自然被感染的几率就很低。当年《卫星通信》的第一版就写到了第六章，已是四年前的往事！当年的我在生病状态下写了这么多内容，可见我多么的热衷于知识传播！现在将会把网络传播知识进行到底！2025年1月，开始更新本章内容，适当的加入仿真让概念能够更清晰的呈现。这张照片让我想起当年在北京参观了卫星地面站的过程，往事一一复现！就在这里可以公开当年的交流记录，我想肯定很多人想看看十年前的故事！交流人员：王总、华总、赵总（交通部信息中心）、金*教授、曹总时间：2014-7-23下午2点地点：海事卫星中国基地1、海事卫星的第四期建设中就含有ku波段的卫星，提高通信速率，目前已经在用。在第五期会建设覆盖全球的ku频段通信，同步卫星。2、参观了网管中心，了解了各种类型的终端，并介绍了海事卫星在海军出航中的使用情况，以海事卫星为主，国内的ku卫星为辅。3、金教授和赵总讨论了以下双模终端的可能性。赵总讲述了之前海事卫星终端被仿制的经历，54所等两个厂家都没有获利。现在海事卫星盈利的模式是在中国境内进行通信的金额会由交通部这里留一部分利润，其余上交给海事卫星总部（在英国）。由于中国关口站的数据都要经过总部，因此保密安全性是得不到保证的。金教授认为研制双模终端的政治意义较大，而且由于现在国内技术水平也能够研制出相当的卫星系统，所以可以尝试。不过由于海事卫星本身的性能强大，因此终端可以做的很小，但租用海事卫星的带宽是天价，如果租用别的卫星ku频段转发器，那么性能较海事卫星肯定有举例，因此地面终端的体积会增加。4、在北大参观了广播星通信系统和现有两款广播卫星终端（单向背负站和双向背负站）。网管中心！还有几张图片在文末！进入正题！上图PPT页面右下角的设备是本人在企业时研发的产品，耗时四年多。研发过程中的辛苦就不多说了，从预研一直走到了型研。团队成员都换了好几拨了，现在还联系的只要老梁和耿烨了，都是技术流。技术人员似乎发不了大财，默默的贡献知识，享受自由自在的生活才是知识分子的追求吧。当代的隐士也不过如此！向在各个领域默默工作的技术人员致敬！但由于前公司根本不懂得积累，所以我们这波研发人员离职后，技术也随之烟消云散。二十多年了，HG的技术还在原地踏步，甚至退步。不得不让人感到痛心！那能怎么办？如果企业的头都不重视技术积累，技术人员就是忙死也没有办法改变技术现状！所以，我毅然选择归隐！好了，言归正传！看看本章有哪些内容呢？一一揭晓！本章节侧重的是工程知识，在校本科生无需付费阅读，因为理论功底还不够！唯有在企业上班的人看了以后会有很大帮助！为什么讲这个知识点呢？因为实用！做算法的人要考虑设备的总体性能！要想和射频模块配合的好，峰均比的知识必须要有！设计卫星通信的波形时也要涉及此概念！提问：正弦波的峰均比是多少？写个仿真程序就知晓了！PSK信号呢？文末见仿真代码！来源：通信工程师专辑

根据BASF官方公布的消息，目前BASF在动力电池材料方面的参与，主要集中在如下领域：1）锂电池负极材料粘结剂BASF作为全球最大的粘结剂供应商，近几年也开始为锂电产业提供负极材料石墨所需的粘结剂。2）电解液中的碳酸乙烯酯3）NMPBASF在过去四十年间，是全球NMP的主要供应商。目前BASF有2座工厂，用于生产NMP，年产能7万吨。NMP在锂电行业中，用于正负极材料制造时的有机溶剂。4）工程塑料BASF为动力电池行业一些子零件所用的工程塑料粒子。其相关工程塑料品牌有Ultramid®，Ultradur®和Elastollan®。主要是基于PA6，PA66的改性材料。应用领域有动力电池中线束的连接器，S-BOX的塑料基座和风管等零件。来自《BASFEngineering_plastics_E_E_automotiv》5）正极材料所需的金属管理和对冲服务这个是BASF为产业链相关利益方提供的一种服务。对于这一块，目前公开的资料不多。博主认为BASF主要是可以根据长期与矿产商签订的长期合同和利益捆绑，比如俄罗斯镍矿商Nornickel，可以为欧洲客户保证原材料免受一些因素带来的波动。6）高能量密度的正极材料对于这一点是本文重点。目前BASF已经具备NCM和NCA两种系统正极材料的量产能力。《BASFBatteryMaterials:Drivingelectromobility》高能量密度正极材料是BASF未来重点的投资和发展产品，也是参与动力电池产业链中主要的盈利点。因为电动汽车40%的成本来自动力电池，而动力电池中30%多的成本来自正极材料。从下图BASF正极材料的技术路线中，可以看出在常规的NCA，NCM523，NCM622系列，BASF的正极材料已经量产商业化。目前也在参与研发高镍NCM811，以及新的技术路线富锰正极材料。另外还有固态电池的负极材料。来自《BASFBatteryMaterials:Drivingelectromobility》在研发正极材料的同时，BASF也在全球同步开展其正极材料产能的建设。巴斯夫在全球各个主要大洲都布局了研究中心、中试线项目及生产基地：中国上海，德国路德维希港、美国俄亥俄州伊利里亚市和比奇伍德市、密歇根州巴特尔克里市，以及日本小野田和北九州市。来自《BASFBatteryMaterials:Drivingelectromobility》下图是BASF2020年报中关于材料工厂的投资项目介绍。来自《BASF2020年报》上述图片中包含，2020年BASF宣布在德国的Schwarzheide建设一座正极材料工厂，该工厂所用的正极材料前驱体将来自2018年建设的芬兰工厂。这两座工厂均将2022年开始量产，届时产能可满足每年4万辆纯电动车的需求。对于BASF每个正极材料生产基地的具体产能，没有看到详实的数据。根据国信证券整理的数据，2019年全球三元正极材料出货量占比 ，如下：来自《国信证券：正极材料锂电行业深度系列三-正极材料》 2019年中国三元正极产能占全球六成。目前全球正极材料产能主要集中在中日韩企业，BASF出货量只有5.4%。来自《国信证券：正极材料锂电行业深度系列三-正极材料》博主认为：虽然国内的新能源动力电池第一轮产业红利期已过，但是在这第一轮的产业链建设中，国内的正极材料供应商已经充分与各大电芯厂绑定，主导了整个正极材料的市场格局，对于BASF这种后起的外资供应商，并没有太多的机会强势参与，主要是缺乏成本优势，多年积累的上下游原材料整合优势。来自《国信证券：正极材料锂电行业深度系列三-正极材料》但是随着欧洲新能源汽车市场渗透率的快速提高，以及欧洲动力电池产业链的崛起，尤其是欧洲这一波正在如火如荼建设中的欧洲本土电芯企业，比如瑞典的Nothvolt，英国的Britshvolt（参见《英国电池初创企业BritishVolt》， 挪威Morrow和Freyr（参见《挪威两大电芯新秀企业Morrow和Freyr带来的思考》）等。在欧洲电池联盟EBA250的推动下，作为EBA250重要参与成员的BASF，在未来5年之内，将会强势参与欧洲电芯产业链的建设。声明：原创文章，欢迎留言与我讨论，如需转载留言