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Glogo:
楼主您好,我在试验您的代码的时候发现新开的三个子线程并没有一直 ...
java 高并发 ReentrantLock -- 可重入的锁 -
univasity:
最近发觉也被限速了,投诉一下就好一会~~ 看来明天又要和电信M ...
ADSL上网速度慢 都是帐号限速惹的祸 -
liuyuanhui0301:
java 高并发 ReentrantLock -- 可重入的锁 -
dang_java:
呵.很好的说明文档.
JXTA技术与应用发展 -
helloqidi:
谢谢,学习了
SQL中exists和in的区别
按照《Unix网络编程》的划分,IO模型可以分为:阻塞IO、非阻塞IO、IO复用、信号驱动IO和异步IO,按照POSIX标准来划分只分为两类:同步IO和异步IO。如何区分呢?首先一个IO操作其实分成了两个步骤:发起IO请求和实际的IO操作,同步IO和异步IO的区别就在于第二个步骤是否阻塞,如果实际的IO读写阻塞请求进程,那么就是同步IO,因此阻塞IO、非阻塞IO、IO服用、信号驱动IO都是同步IO,如果不阻塞,而是操作系统帮你做完IO操作再将结果返回给你,那么就是异步IO。阻塞IO和非阻塞IO的区别在于第一步,发起IO请求是否会被阻塞,如果阻塞直到完成那么就是传统的阻塞IO,如果不阻塞,那么就是非阻塞IO。
Java nio 2.0的主要改进就是引入了异步IO(包括文件和网络),这里主要介绍下异步网络IO API的使用以及框架的设计,以TCP服务端为例。首先看下为了支持AIO引入的新的类和接口:
java.nio.channels.AsynchronousChannel
标记一个channel支持异步IO操作。
java.nio.channels.AsynchronousServerSocketChannel
ServerSocket的aio版本,创建TCP服务端,绑定地址,监听端口等。
java.nio.channels.AsynchronousSocketChannel
面向流的异步socket channel,表示一个连接。
java.nio.channels.AsynchronousChannelGroup
异步channel的分组管理,目的是为了资源共享。一个AsynchronousChannelGroup绑定一个线程池,这个线程池执行两个任务:处理IO事件和派发CompletionHandler。AsynchronousServerSocketChannel创建的时候可以传入一个 AsynchronousChannelGroup,那么通过AsynchronousServerSocketChannel创建的 AsynchronousSocketChannel将同属于一个组,共享资源。
java.nio.channels.CompletionHandler
异步IO操作结果的回调接口,用于定义在IO操作完成后所作的回调工作。AIO的API允许两种方式来处理异步操作的结果:返回的Future模式或者注册CompletionHandler,我更推荐用CompletionHandler的方式,这些handler的调用是由 AsynchronousChannelGroup的线程池派发的。显然,线程池的大小是性能的关键因素。AsynchronousChannelGroup允许绑定不同的线程池,通过三个静态方法来创建:
- public static AsynchronousChannelGroup withFixedThreadPool(int nThreads,
- ThreadFactory threadFactory)
- throws IOException
- public static AsynchronousChannelGroup withCachedThreadPool(ExecutorService executor,
- int initialSize)
- public static AsynchronousChannelGroup withThreadPool(ExecutorService executor)
- throws IOException
public static AsynchronousChannelGroup withFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory) throws IOException public static AsynchronousChannelGroup withCachedThreadPool(ExecutorService executor, int initialSize) public static AsynchronousChannelGroup withThreadPool(ExecutorService executor) throws IOException
需要根据具体应用相应调整,从框架角度出发,需要暴露这样的配置选项给用户。
在介绍完了aio引入的TCP的主要接口和类之后,我们来设想下一个aio框架应该怎么设计。参考非阻塞nio框架的设计,一般都是采用Reactor模式,Reacot负责事件的注册、select、事件的派发;相应地,异步IO有个Proactor模式,Proactor负责 CompletionHandler的派发,查看一个典型的IO写操作的流程来看两者的区别:
Reactor: send(msg) -> 消息队列是否为空,如果为空 -> 向Reactor注册OP_WRITE,然后返回 -> Reactor select -> 触发Writable,通知用户线程去处理 ->先注销Writable(很多人遇到的cpu 100%的问题就在于没有注销),处理Writeable,如果没有完全写入,继续注册OP_WRITE。注意到,写入的工作还是用户线程在处理。
Proactor: send(msg) -> 消息队列是否为空,如果为空,发起read异步调用,并注册CompletionHandler,然后返回。 -> 操作系统负责将你的消息写入,并返回结果(写入的字节数)给Proactor -> Proactor派发CompletionHandler。可见,写入的工作是操作系统在处理,无需用户线程参与。事实上在aio的API 中,AsynchronousChannelGroup就扮演了Proactor的角色。
CompletionHandler有三个方法,分别对应于处理成功、失败、被取消(通过返回的Future)情况下的回调处理:
- public interface CompletionHandler<V,A> {
- void completed(V result, A attachment);
- void failed(Throwable exc, A attachment);
- void cancelled(A attachment);
- }
public interface CompletionHandler<V,A> { void completed(V result, A attachment); void failed(Throwable exc, A attachment); void cancelled(A attachment); }
其中的泛型参数V表示IO调用的结果,而A是发起调用时传入的attchment。
在初步介绍完aio引入的类和接口后,我们看看一个典型的tcp服务端是怎么启动的,怎么接受连接并处理读和写,这里引用的代码都是yanf4j 的aio分支中的代码,可以从svn checkout,svn地址: http://yanf4j.googlecode.com/svn/branches/yanf4j-aio
第一步,创建一个AsynchronousServerSocketChannel,创建之前先创建一个 AsynchronousChannelGroup,上文提到AsynchronousServerSocketChannel可以绑定一个 AsynchronousChannelGroup,那么通过这个AsynchronousServerSocketChannel建立的连接都将同属于一个AsynchronousChannelGroup并共享资源:
- this.asynchronousChannelGroup = AsynchronousChannelGroup
- .withCachedThreadPool(Executors.newCachedThreadPool(),
- this.threadPoolSize);
this.asynchronousChannelGroup = AsynchronousChannelGroup .withCachedThreadPool(Executors.newCachedThreadPool(), this.threadPoolSize);
然后初始化一个AsynchronousServerSocketChannel,通过open方法:
- this.serverSocketChannel = AsynchronousServerSocketChannel
- .open(this.asynchronousChannelGroup);
this.serverSocketChannel = AsynchronousServerSocketChannel .open(this.asynchronousChannelGroup);
通过nio 2.0引入的SocketOption类设置一些TCP选项:
- this.serverSocketChannel
- .setOption(
- StandardSocketOption.SO_REUSEADDR,true);
- this.serverSocketChannel
- .setOption(
- StandardSocketOption.SO_RCVBUF,16*1024);
this.serverSocketChannel .setOption( StandardSocketOption.SO_REUSEADDR,true); this.serverSocketChannel .setOption( StandardSocketOption.SO_RCVBUF,16*1024);
绑定本地地址:
this.serverSocketChannel .bind(new InetSocketAddress("localhost",8080), 100);
其中的100用于指定等待连接的队列大小(backlog)。完了吗?还没有,最重要的监听工作还没开始,监听端口是为了等待连接上来以便accept产生一个AsynchronousSocketChannel来表示一个新建立的连接,因此需要发起一个accept调用,调用是异步的,操作系统将在连接建立后,将最后的结果——AsynchronousSocketChannel返回给你:
- public void pendingAccept() {
- if (this.started && this.serverSocketChannel.isOpen()) {
- this.acceptFuture = this.serverSocketChannel.accept(null,
- new AcceptCompletionHandler());
- } else {
- throw new IllegalStateException("Controller has been closed");
- }
- }
public void pendingAccept() { if (this.started && this.serverSocketChannel.isOpen()) { this.acceptFuture = this.serverSocketChannel.accept(null, new AcceptCompletionHandler()); } else { throw new IllegalStateException("Controller has been closed"); } }
注意,重复的accept调用将会抛出PendingAcceptException,后文提到的read和write也是如此。accept方法的第一个参数是你想传给CompletionHandler的attchment,第二个参数就是注册的用于回调的CompletionHandler,最后返回结果Future<AsynchronousSocketChannel>。你可以对future做处理,这里采用更推荐的方式就是注册一个CompletionHandler。那么accept的CompletionHandler中做些什么工作呢?显然一个赤裸裸的 AsynchronousSocketChannel是不够的,我们需要将它封装成session,一个session表示一个连接(mina里就叫 IoSession了),里面带了一个缓冲的消息队列以及一些其他资源等。在连接建立后,除非你的服务器只准备接受一个连接,不然你需要在后面继续调用pendingAccept来发起另一个accept请求:
- private final class AcceptCompletionHandler implements
- CompletionHandler<AsynchronousSocketChannel, Object> {
- @Override
- public void cancelled(Object attachment) {
- logger.warn("Accept operation was canceled");
- }
- @Override
- public void completed(AsynchronousSocketChannel socketChannel,
- Object attachment) {
- try {
- logger.debug("Accept connection from "
- + socketChannel.getRemoteAddress());
- configureChannel(socketChannel);
- AioSessionConfig sessionConfig = buildSessionConfig(socketChannel);
- Session session = new AioTCPSession(sessionConfig,
- AioTCPController.this.configuration
- .getSessionReadBufferSize(),
- AioTCPController.this.sessionTimeout);
- session.start();
- registerSession(session);
- } catch (Exception e) {
- e.printStackTrace();
- logger.error("Accept error", e);
- notifyException(e);
- } finally {
- <STRONG>pendingAccept</STRONG>();
- }
- }
- @Override
- public void failed(Throwable exc, Object attachment) {
- logger.error("Accept error", exc);
- try {
- notifyException(exc);
- } finally {
- <STRONG>pendingAccept</STRONG>();
- }
- }
- }
private final class AcceptCompletionHandler implements CompletionHandler<AsynchronousSocketChannel, Object> { @Override public void cancelled(Object attachment) { logger.warn("Accept operation was canceled"); } @Override public void completed(AsynchronousSocketChannel socketChannel, Object attachment) { try { logger.debug("Accept connection from " + socketChannel.getRemoteAddress()); configureChannel(socketChannel); AioSessionConfig sessionConfig = buildSessionConfig(socketChannel); Session session = new AioTCPSession(sessionConfig, AioTCPController.this.configuration .getSessionReadBufferSize(), AioTCPController.this.sessionTimeout); session.start(); registerSession(session); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); logger.error("Accept error", e); notifyException(e); } finally { pendingAccept(); } } @Override public void failed(Throwable exc, Object attachment) { logger.error("Accept error", exc); try { notifyException(exc); } finally { pendingAccept(); } } }
注意到了吧,我们在failed和completed方法中在最后都调用了pendingAccept来继续发起accept调用,等待新的连接上来。有的同学可能要说了,这样搞是不是递归调用,会不会堆栈溢出?实际上不会,因为发起accept调用的线程与CompletionHandler回调的线程并非同一个,不是一个上下文中,两者之间没有耦合关系。要注意到,CompletionHandler的回调共用的是 AsynchronousChannelGroup绑定的线程池,因此千万别在CompletionHandler回调方法中调用阻塞或者长时间的操作,例如sleep,回调方法最好能支持超时,防止线程池耗尽。
连接建立后,怎么读和写呢?回忆下在nonblocking nio框架中,连接建立后的第一件事是干什么?注册OP_READ事件等待socket可读。异步IO也同样如此,连接建立后马上发起一个异步read调用,等待socket可读,这个是Session.start方法中所做的事情:
- public class AioTCPSession {
- protected void start0() {
- pendingRead();
- }
- protected final void pendingRead() {
- if (!isClosed() && this.asynchronousSocketChannel.isOpen()) {
- if (!this.readBuffer.hasRemaining()) {
- this.readBuffer = ByteBufferUtils
- .increaseBufferCapatity(this.readBuffer);
- }
- this.readFuture = this.asynchronousSocketChannel.read(
- this.readBuffer, this, this.readCompletionHandler);
- } else {
- throw new IllegalStateException(
- "Session Or Channel has been closed");
- }
- }
- }
public class AioTCPSession { protected void start0() { pendingRead(); } protected final void pendingRead() { if (!isClosed() && this.asynchronousSocketChannel.isOpen()) { if (!this.readBuffer.hasRemaining()) { this.readBuffer = ByteBufferUtils .increaseBufferCapatity(this.readBuffer); } this.readFuture = this.asynchronousSocketChannel.read( this.readBuffer, this, this.readCompletionHandler); } else { throw new IllegalStateException( "Session Or Channel has been closed"); } } }
AsynchronousSocketChannel的read调用与AsynchronousServerSocketChannel的accept调用类似,同样是非阻塞的,返回结果也是一个Future,但是写的结果是整数,表示写入了多少字节,因此read调用返回的是 Future<Integer>,方法的第一个参数是读的缓冲区,操作系统将IO读到数据拷贝到这个缓冲区,第二个参数是传递给 CompletionHandler的attchment,第三个参数就是注册的用于回调的CompletionHandler。这里保存了read的结果Future,这是为了在关闭连接的时候能够主动取消调用,accept也是如此。现在可以看看read的CompletionHandler的实现:
- public final class ReadCompletionHandler implements
- CompletionHandler<Integer, AbstractAioSession> {
- private static final Logger log = LoggerFactory
- .getLogger(ReadCompletionHandler.class);
- protected final AioTCPController controller;
- public ReadCompletionHandler(AioTCPController controller) {
- this.controller = controller;
- }
- @Override
- public void cancelled(AbstractAioSession session) {
- log.warn("Session(" + session.getRemoteSocketAddress()
- + ") read operation was canceled");
- }
- @Override
- public void completed(Integer result, AbstractAioSession session) {
- if (log.isDebugEnabled())
- log.debug("Session(" + session.getRemoteSocketAddress()
- + ") read +" + result + " bytes");
- if (result < 0) {
- session.close();
- return;
- }
- try {
- if (result > 0) {
- session.updateTimeStamp();
- session.getReadBuffer().flip();
- session.decode();
- session.getReadBuffer().compact();
- }
- } finally {
- try {
- session.pendingRead();
- } catch (IOException e) {
- session.onException(e);
- session.close();
- }
- }
- controller.checkSessionTimeout();
- }
- @Override
- public void failed(Throwable exc, AbstractAioSession session) {
- log.error("Session read error", exc);
- session.onException(exc);
- session.close();
- }
- }
public final class ReadCompletionHandler implements CompletionHandler<Integer, AbstractAioSession> { private static final Logger log = LoggerFactory .getLogger(ReadCompletionHandler.class); protected final AioTCPController controller; public ReadCompletionHandler(AioTCPController controller) { this.controller = controller; } @Override public void cancelled(AbstractAioSession session) { log.warn("Session(" + session.getRemoteSocketAddress() + ") read operation was canceled"); } @Override public void completed(Integer result, AbstractAioSession session) { if (log.isDebugEnabled()) log.debug("Session(" + session.getRemoteSocketAddress() + ") read +" + result + " bytes"); if (result < 0) { session.close(); return; } try { if (result > 0) { session.updateTimeStamp(); session.getReadBuffer().flip(); session.decode(); session.getReadBuffer().compact(); } } finally { try { session.pendingRead(); } catch (IOException e) { session.onException(e); session.close(); } } controller.checkSessionTimeout(); } @Override public void failed(Throwable exc, AbstractAioSession session) { log.error("Session read error", exc); session.onException(exc); session.close(); } }
如果IO读失败,会返回失败产生的异常,这种情况下我们就主动关闭连接,通过session.close()方法,这个方法干了两件事情:关闭channel和取消read调用:
- if (null != this.readFuture) {
- this.readFuture.cancel(true);
- }
- this.asynchronousSocketChannel.close();
if (null != this.readFuture) { this.readFuture.cancel(true); } this.asynchronousSocketChannel.close();
在读成功的情况下,我们还需要判断结果result是否小于0,如果小于0就表示对端关闭了,这种情况下我们也主动关闭连接并返回。如果读到一定字节,也就是result大于0的情况下,我们就尝试从读缓冲区中decode出消息,并派发给业务处理器的回调方法,最终通过pendingRead继续发起read调用等待socket的下一次可读。可见,我们并不需要自己去调用channel来进行IO读,而是操作系统帮你直接读到了缓冲区,然后给你一个结果表示读入了多少字节,你处理这个结果即可。而nonblocking IO框架中,是reactor通知用户线程socket可读了,然后用户线程自己去调用read进行实际读操作。这里还有个需要注意的地方,就是decode出来的消息的派发给业务处理器工作最好交给一个线程池来处理,避免阻塞group绑定的线程池。
IO写的操作与此类似,不过通常写的话我们会在session中关联一个缓冲队列来处理,没有完全写入或者等待写入的消息都存放在队列中,队列为空的情况下发起write调用:
- protected void write0(WriteMessage message) {
- boolean needWrite = false;
- synchronized (this.writeQueue) {
- needWrite = this.writeQueue.isEmpty();
- this.writeQueue.offer(message);
- }
- if (needWrite) {
- pendingWrite(message);
- }
- }
- protected final void pendingWrite(WriteMessage message) {
- message = preprocessWriteMessage(message);
- if (!isClosed() && this.asynchronousSocketChannel.isOpen()) {
- this.asynchronousSocketChannel.write(message.getWriteBuffer(),
- this, this.writeCompletionHandler);
- } else {
- throw new IllegalStateException(
- "Session Or Channel has been closed");
- }
- }
protected void write0(WriteMessage message) { boolean needWrite = false; synchronized (this.writeQueue) { needWrite = this.writeQueue.isEmpty(); this.writeQueue.offer(message); } if (needWrite) { pendingWrite(message); } } protected final void pendingWrite(WriteMessage message) { message = preprocessWriteMessage(message); if (!isClosed() && this.asynchronousSocketChannel.isOpen()) { this.asynchronousSocketChannel.write(message.getWriteBuffer(), this, this.writeCompletionHandler); } else { throw new IllegalStateException( "Session Or Channel has been closed"); } }
write调用返回的结果与read一样是一个Future<Integer>,而write的CompletionHandler处理的核心逻辑大概是这样:
- @Override
- public void completed(Integer result, AbstractAioSession session) {
- if (log.isDebugEnabled())
- log.debug("Session(" + session.getRemoteSocketAddress()
- + ") writen " + result + " bytes");
- WriteMessage writeMessage;
- Queue<WriteMessage> writeQueue = session.getWriteQueue();
- synchronized (writeQueue) {
- writeMessage = writeQueue.peek();
- if (writeMessage.getWriteBuffer() == null
- || !writeMessage.getWriteBuffer().hasRemaining()) {
- writeQueue.remove();
- if (writeMessage.getWriteFuture() != null) {
- writeMessage.getWriteFuture().setResult(Boolean.TRUE);
- }
- try {
- session.getHandler().onMessageSent(session,
- writeMessage.getMessage());
- } catch (Exception e) {
- session.onException(e);
- }
- writeMessage = writeQueue.peek();
- }
- }
- if (writeMessage != null) {
- try {
- session.pendingWrite(writeMessage);
- } catch (IOException e) {
- session.onException(e);
- session.close();
- }
- }
- }
@Override public void completed(Integer result, AbstractAioSession session) { if (log.isDebugEnabled()) log.debug("Session(" + session.getRemoteSocketAddress() + ") writen " + result + " bytes"); WriteMessage writeMessage; Queue<WriteMessage> writeQueue = session.getWriteQueue(); synchronized (writeQueue) { writeMessage = writeQueue.peek(); if (writeMessage.getWriteBuffer() == null || !writeMessage.getWriteBuffer().hasRemaining()) { writeQueue.remove(); if (writeMessage.getWriteFuture() != null) { writeMessage.getWriteFuture().setResult(Boolean.TRUE); } try { session.getHandler().onMessageSent(session, writeMessage.getMessage()); } catch (Exception e) { session.onException(e); } writeMessage = writeQueue.peek(); } } if (writeMessage != null) { try { session.pendingWrite(writeMessage); } catch (IOException e) { session.onException(e); session.close(); } } }
compete方法中的result就是实际写入的字节数,然后我们判断消息的缓冲区是否还有剩余,如果没有就将消息从队列中移除,如果队列中还有消息,那么继续发起write调用。
重复一下,这里引用的代码都是yanf4j aio分支中的源码,感兴趣的朋友可以直接check out出来看看: http://yanf4j.googlecode.com/svn/branches/yanf4j-aio。
在引入了aio之后,java对于网络层的支持已经非常完善,该有的都有了,java也已经成为服务器开发的首选语言之一。java的弱项在于对内存的管理上,由于这一切都交给了GC,因此在高性能的网络服务器上还是Cpp的天下。java这种单一堆模型比之erlang的进程内堆模型还是有差距,很难做到高效的垃圾回收和细粒度的内存管理。
这里仅仅是介绍了aio开发的核心流程,对于一个网络框架来说,还需要考虑超时的处理、缓冲buffer的处理、业务层和网络层的切分、可扩展性、性能的可调性以及一定的通用性要求。
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适用于空手道训练和测试场景
内容概要:本文介绍了金牌音乐作词大师的角色设定、背景经历、偏好特点、创作目标、技能优势以及工作流程。金牌音乐作词大师凭借深厚的音乐文化底蕴和丰富的创作经验,能够为不同风格的音乐创作歌词,擅长将传统文化元素与现代流行文化相结合,创作出既富有情感又触动人心的歌词。在创作过程中,会严格遵守社会主义核心价值观,尊重用户需求,提供专业修改建议,确保歌词内容健康向上。; 适合人群:有歌词创作需求的音乐爱好者、歌手或音乐制作人。; 使用场景及目标:①为特定主题或情感创作歌词,如爱情、励志等;②融合传统与现代文化元素创作独特风格的歌词;③对已有歌词进行润色和优化。; 阅读建议:阅读时可以重点关注作词大师的创作偏好、技能优势以及工作流程,有助于更好地理解如何创作出高质量的歌词。同时,在提出创作需求时,尽量详细描述自己的情感背景和期望,以便获得更贴合心意的作品。
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包括:源程序工程文件、Proteus仿真工程文件、配套技术手册等 1、采用51/52单片机作为主控芯片; 2、采用1602液晶显示设置及状态; 3、采用L298驱动两个电机,模拟机械臂动力、移动底盘动力; 3、首先按键配置-待搬运物块的高度和宽度(为0不能开始搬运); 4、按下启动键开始搬运,搬运流程如下: 机械臂先把物块抓取到机器车上, 机械臂减速 机器车带着物块前往目的地 机器车减速 机械臂把物块放下来 机械臂减速 机器车回到物块堆积处(此时机器车是空车) 机器车减速 蜂鸣器提醒 按下复位键,结束本次搬运
内容概要:本文详细介绍了基于下垂控制的三相逆变器电压电流双闭环控制的仿真方法及其在MATLAB/Simulink和PLECS中的具体实现。首先解释了下垂控制的基本原理,即有功调频和无功调压,并给出了相应的数学表达式。随后讨论了电压环和电流环的设计与参数整定,强调了两者带宽的差异以及PI控制器的参数选择。文中还提到了一些常见的调试技巧,如锁相环的响应速度、LC滤波器的谐振点处理、死区时间设置等。此外,作者分享了一些实用的经验,如避免过度滤波、合理设置采样周期和下垂系数等。最后,通过突加负载测试展示了系统的动态响应性能。 适合人群:从事电力电子、微电网研究的技术人员,尤其是有一定MATLAB/Simulink和PLECS使用经验的研发人员。 使用场景及目标:适用于希望深入了解三相逆变器下垂控制机制的研究人员和技术人员,旨在帮助他们掌握电压电流双闭环控制的具体实现方法,提高仿真的准确性和效率。 其他说明:本文不仅提供了详细的理论讲解,还结合了大量的实战经验和调试技巧,有助于读者更好地理解和应用相关技术。
内容概要:本文详细介绍了光伏并网逆变器的全栈开发资料,涵盖了从硬件设计到控制算法的各个方面。首先,文章深入探讨了功率接口板的设计,包括IGBT缓冲电路、PCB布局以及EMI滤波器的具体参数和设计思路。接着,重点讲解了主控DSP板的核心控制算法,如MPPT算法的实现及其注意事项。此外,还详细描述了驱动扩展板的门极驱动电路设计,特别是光耦隔离和驱动电阻的选择。同时,文章提供了并联仿真的具体实现方法,展示了环流抑制策略的效果。最后,分享了许多宝贵的实战经验和调试技巧,如主变压器绕制、PWM输出滤波、电流探头使用等。 适合人群:从事电力电子、光伏系统设计的研发工程师和技术爱好者。 使用场景及目标:①帮助工程师理解和掌握光伏并网逆变器的硬件设计和控制算法;②提供详细的实战经验和调试技巧,提升产品的可靠性和性能;③适用于希望深入了解光伏并网逆变器全栈开发的技术人员。 其他说明:文中不仅提供了具体的电路设计和代码实现,还分享了许多宝贵的实际操作经验和常见问题的解决方案,有助于提高开发效率和产品质量。
内容概要:本文详细介绍了粒子群优化(PSO)算法与3-5-3多项式相结合的方法,在机器人轨迹规划中的应用。首先解释了粒子群算法的基本原理及其在优化轨迹参数方面的作用,随后阐述了3-5-3多项式的数学模型,特别是如何利用不同阶次的多项式确保轨迹的平滑过渡并满足边界条件。文中还提供了具体的Python代码实现,展示了如何通过粒子群算法优化时间分配,使3-5-3多项式生成的轨迹达到时间最优。此外,作者分享了一些实践经验,如加入惩罚项以避免超速,以及使用随机扰动帮助粒子跳出局部最优。 适合人群:对机器人运动规划感兴趣的科研人员、工程师和技术爱好者,尤其是有一定编程基础并对优化算法有初步了解的人士。 使用场景及目标:适用于需要精确控制机器人运动的应用场合,如工业自动化生产线、无人机导航等。主要目标是在保证轨迹平滑的前提下,尽可能缩短运动时间,提高工作效率。 其他说明:文中不仅给出了理论讲解,还有详细的代码示例和调试技巧,便于读者理解和实践。同时强调了实际应用中需要注意的问题,如系统的建模精度和安全性考量。
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内容概要:本文详细探讨了光子晶体中的束缚态在连续谱中(BIC)及其与轨道角动量(OAM)激发的关系。首先介绍了光子晶体的基本概念和BIC的独特性质,随后展示了如何通过Python代码模拟二维光子晶体中的BIC,并解释了BIC在光学器件中的潜在应用。接着讨论了OAM激发与BIC之间的联系,特别是BIC如何增强OAM激发效率。文中还提供了使用有限差分时域(FDTD)方法计算OAM的具体步骤,并介绍了计算本征态和三维Q值的方法。此外,作者分享了一些实验中的有趣发现,如特定条件下BIC表现出OAM特征,以及不同参数设置对Q值的影响。 适合人群:对光子晶体、BIC和OAM感兴趣的科研人员和技术爱好者,尤其是从事微纳光子学研究的专业人士。 使用场景及目标:适用于希望通过代码模拟深入了解光子晶体中BIC和OAM激发机制的研究人员。目标是掌握BIC和OAM的基础理论,学会使用Python和其他工具进行模拟,并理解这些现象在实际应用中的潜力。 其他说明:文章不仅提供了详细的代码示例,还分享了许多实验心得和技巧,帮助读者避免常见错误,提高模拟精度。同时,强调了物理离散化方式对数值计算结果的重要影响。
内容概要:本文详细介绍了如何使用C#和Halcon 17.12构建一个功能全面的工业视觉项目。主要内容涵盖项目配置、Halcon脚本的选择与修改、相机调试、模板匹配、生产履历管理、历史图像保存以及与三菱FX5U PLC的以太网通讯。文中不仅提供了具体的代码示例,还讨论了实际项目中常见的挑战及其解决方案,如环境配置、相机控制、模板匹配参数调整、PLC通讯细节、生产数据管理和图像存储策略等。 适合人群:从事工业视觉领域的开发者和技术人员,尤其是那些希望深入了解C#与Halcon结合使用的专业人士。 使用场景及目标:适用于需要开发复杂视觉检测系统的工业应用场景,旨在提高检测精度、自动化程度和数据管理效率。具体目标包括但不限于:实现高效的视觉处理流程、确保相机与PLC的无缝协作、优化模板匹配算法、有效管理生产和检测数据。 其他说明:文中强调了框架整合的重要性,并提供了一些实用的技术提示,如避免不同版本之间的兼容性问题、处理实时图像流的最佳实践、确保线程安全的操作等。此外,还提到了一些常见错误及其规避方法,帮助开发者少走弯路。
内容概要:本文探讨了分布式电源(DG)接入对9节点配电网节点电压的影响。首先介绍了9节点配电网模型的搭建方法,包括定义节点和线路参数。然后,通过在特定节点接入分布式电源,利用Matlab进行潮流计算,模拟DG对接入点及其周围节点电压的影响。最后,通过绘制电压波形图,直观展示了不同DG容量和接入位置对配电网电压分布的具体影响。此外,还讨论了电压越限问题以及不同线路参数对电压波动的影响。 适合人群:电力系统研究人员、电气工程学生、从事智能电网和分布式能源研究的专业人士。 使用场景及目标:适用于研究分布式电源接入对配电网电压稳定性的影响,帮助优化分布式电源的规划和配置,确保电网安全稳定运行。 其他说明:文中提供的Matlab代码和图表有助于理解和验证理论分析,同时也为后续深入研究提供了有价值的参考资料。
内容概要:本文探讨了在两级电力市场环境中,针对省间交易商的最优购电模型的研究。文中提出了一个双层非线性优化模型,用于处理省内电力市场和省间电力交易的出清问题。该模型采用CVaR(条件风险价值)方法来评估和管理由新能源和负荷不确定性带来的风险。通过KKT条件和对偶理论,将复杂的双层非线性问题转化为更易求解的线性单层问题。此外,还通过实际案例验证了模型的有效性,展示了不同风险偏好设置对购电策略的影响。 适合人群:从事电力系统规划、运营以及风险管理的专业人士,尤其是对电力市场机制感兴趣的学者和技术专家。 使用场景及目标:适用于希望深入了解电力市场运作机制及其风险控制手段的研究人员和技术开发者。主要目标是为省间交易商提供一种科学有效的购电策略,以降低风险并提高经济效益。 其他说明:文章不仅介绍了理论模型的构建过程,还包括具体的数学公式推导和Python代码示例,便于读者理解和实践。同时强调了模型在实际应用中存在的挑战,如数据精度等问题,并指出了未来改进的方向。