(02296)系统仿真导论复习
系统建模与仿真全要点复习
系统建模与仿真全要点复习一、概念系统建模是指使用适当的抽象方法，将真实世界的系统抽象为一组数学模型和图形模型，以便进行问题分析和求解的过程。
仿真是对系统模型进行实验和模拟，以获取对系统行为和性能的认识。
二、目的和方法1.目的：系统建模与仿真的主要目的是帮助我们理解和分析复杂系统，在实际应用中可以用来优化系统设计、评估系统性能、指导决策等。
2.方法：系统建模与仿真的方法包括系统抽象、建立数学模型、选择合适的仿真工具、进行仿真实验和结果分析等。
三、建模语言和工具1. 建模语言：建模语言是描述系统模型的形式语言，常用的建模语言有UML（统一建模语言）、SysML（系统建模语言）等。
2. 建模工具：建模工具是用来支持系统建模与仿真的软件工具，常用的建模工具有MATLAB/Simulink、Arena、AnyLogic等。
四、建模过程1.定义问题：明确系统建模与仿真的目的，并明确需要解决的问题或疑问。
2.收集数据：收集与系统有关的数据，包括系统的输入、输出和相关参数等。
3.建立模型：根据收集到的数据，选择适当的建模语言和工具，建立系统的数学模型和图形模型。
4.进行仿真实验：使用建立的模型进行仿真实验，在仿真中可以设置不同的参数和条件，观察系统的行为和性能。
5.分析结果：根据仿真实验的结果，分析系统的行为和性能，解决问题或寻找优化方案。
五、常用的系统建模方法1. 离散事件仿真（Discrete Event Simulation，DES）：用事件驱动的方法对系统进行建模和仿真，适用于描述复杂系统的动态行为。
2. 连续系统仿真（Continuous System Simulation，CSS）：用微分方程或差分方程描述系统的动态行为，适用于描述连续系统。
3. 混合仿真（Mixed Simulation）：将离散事件仿真与连续系统仿真相结合，适用于描述既有离散事件又有连续行为的系统。
六、系统建模与仿真应用领域七、系统建模与仿真的优势1.易于理解和分析：通过系统建模和仿真可以将复杂系统的行为和性能可视化，帮助人们更容易理解和分析系统。
系统建模与仿真考试题
1.信息时代认识世界（科学研究）的三种方法是：理论研究、（_实验研究_）、（__仿真___）。
2.根据系统状态随时间变化是连续性还是间断性的，可将系统划分为（_连续系统_）、（__离散系统__）。
3.系统仿真中的三个基本概念是系统、（__模型_）、仿真。
4.拟对某系统进行研究，首先要对系统作出明确的描述，即确定系统各个要素：实体、属性、活动、（__状态_）、（_事件___）。
•阶段性知识测试5.系统仿真有三个基本的活动，即系统建模、仿真建模和（__仿真实验__），联系这三个活动的是系统仿真的三要素，即系统、模型和计算机（硬件和软件）。
6.系统仿真的一般步骤是：（1）调研系统，明确问题、（2）（___设立目标，收集数据__）、（3）建立仿真模型、（4）编制程序、（5）运行模型，计算结果、（6）（_统计分析，进行决策__）•阶段性知识测试7.仿真软件发展经历了四个阶段（1）高级程序语言阶段；（2）仿真程序包、初级仿真语言阶段；（3）商业化仿真语言阶段；(4)（_一体化建模与仿真环境_）阶段。
8.常用的仿真软件有Arena、Automod、MATLAB、Promodel、（__WITNESS______）、（______FLEXSIM___）。
9.求解简单系统问题的“原始”方法是（___解析解决____），借助（___实验__）可大大提高该方法的效率和精度。
•阶段性知识测试10.排队系统可简化表示为A/B/C/D/E。
其中A为到达模式；B为（服务模式）、C为服务台数量、D为系统容量；E为排队规则。
11.常见的排队规则有：先到先服务、后到后服务、优先级服务、最短处理时间优先服务、随机服务等。
请以连线方式将下列排队规则名称的中英文对照起来。
先进先出FIFO后进先出LIFO随机服务SIRO最短处理时间优先SPT优先级服务PR•阶段性知识测试12.模型中，习惯称实体为成分。
成分可分为主动成分和被动成分。
请问排队系统中的随机到达的顾客属于（主动）成分（主动/被动）。
系统仿真建模复习资料中国矿业大学
实体的调整、维护和修理---设备换模、机器维修等。
（4）进程若干事件与若干活动组成的过程称为进程。它描述了各事件活动发生的相互逻辑关系及时序关系
例如，工件由车辆装入进货台，经装卸搬运进入仓库，经保管、加工到配送至客户的过程。
（5）控制逻辑控制逻辑设定事件在怎样的条件、怎样的方式和怎样的时间状况下激活。
（2）事件是指引起系统状态变化的行为，
事件一般分为两类：必然事件和条件事件。
只与时间有关的事件称为必然事件。
如果事件发生不仅与时间因素有关，而且还与其它条件有关，则称为条件事件。
（3）活动两个相邻发生的事件之间的过程称为活动。标志着系统的状态。
物流系统中，工件到达与入库之间，是排队活动。
实体加工活动---治疗、检测、加工、切割等
系统仿真：是建立在控制理论、相似理论、信息处理技术和计算机初等理论基础之上的，以计算机和其他专用物理效应设备为工具，利用系统模型对真实或假设的系统进行试验，并借助于专家的经验知识、统计数据和信息资料对实验结果进行分析研究，进而做出决策的一门综合的实验性学科。
1）包含了系统建模、仿真建模和仿真实验三个基本活动。联系这三个活动的是系统仿真的三要素：系统、模型、计算机（硬件和软件）。2）系统、模型与仿真三者之间有着密切联系。其中，系统是要研究的对象，模型是系统在某种程度和层次上的抽象，而仿真是通过对模型的试验以便分析、评价和优化系统。
MotorAss.avi：发动机组装仿真模型
模型分类：实物模型、图示模型、计算机（模拟）模型、数学模型
系统模型优缺点
系统绩效指标（知道）
（1）通过时间（Flow Time）：部件或顾客通过整个系统的平均时间，包括加工（服务）时间、等待时间、移动时间。
系统建模与仿真课后作业
目录 实验 1 CH 关联 ................................................................................................................................. 3 实验内容................................................................................................................................... 3 实验要求................................................................................................................................... 3 实验思路................................................................................................................................... 3 实验讨论................................................................................................................................... 3 实验结果................................................................................................................................... 4 实验 2 苯氯化学反应仿真器 .......................................................................................................... 6 实验内容................................................................................................................................... 6 实验原理................................................................................................................................... 6 实验思路................................................................................................................................... 7 问题 1................................................................................................................................ 7 问题 2................................................................................................................................ 7 实验讨论................................................................................................................................... 8 实验 3 心肌细胞电生理特性仿真 .................................................................................................. 9 实验内容................................................................................................................................... 9 实验原理................................................................................................................................... 9 实验思路................................................................................................................................. 11 实验结果................................................................................................................................. 11 实验问答题............................................................................................................................. 13 实验讨论................................................................................................................................. 14 附录（改进部分代码）................................................................................................................. 15 实验 1...................................................................................................................................... 15 实验 2...................................................................................................................................... 15 实验 3...................................................................................................................................... 16
02296控制系统仿真
02296 控制系统数字仿真一、填空1、系统是指互相联系又互相作用的实体的有机组合。
2、定义一个系统时，第一要确立系统的界限；界限确立了系统的范围，界限之外对系统的作用称为系统的输入，系统对界限认为环境的作用称为系统的输出。
3、系统的三大体素为：实体、属性和活动。
4、依据系统的属性能够将系统分红两大类：工程系统和非工程系统。
5、相像原理用于仿真时，对仿真建模方法的三个基本要求是稳固性、正确性和迅速性。
6、依据模型种类不同，系统仿真可分为三种：物理仿真、数字仿真和半实物仿真。
7、依据系统模型特色分类，仿真可分为连续系统仿真及失散事件系统仿真两大类。
8、采纳必定比率依据真切系统的样子制作的模型称为物理模型，用数学表达式来描绘系统内在规律的模型称为数学模型。
9、计算机仿真是指将模型在计算机长进行试验的过程。
10、系统仿真的三个基本活动是系统建模、仿真建模和仿真试验，计算机仿真的三个因素为：系统、模型与计算机。
11、假如某数值计算方法的计算结果对初值偏差和计算偏差不敏感，则称该计算方法是稳固的。
12、数值积分法步长的选择应依据的原则为计算稳固性及计算精度。
13、采样数值积分方法时有两种计算偏差，分别为截断偏差和舍入偏差。
14、三阶隐式啊达姆氏算法的截断偏差为O( ) ，二阶龙格- 库塔法的局部截断偏差为O( ) ，四阶龙格- 库塔法的局部截断偏差为O( ) 。
15、在判断数值积分方法的稳固域时，使用的测试方程为。
16、龙格- 库塔法的基本思想是用几个点上函数值的线性组合来防止计算函数的高阶导数，提升数值计算的精度。
17、连续系统仿真中常有的一对矛盾为计算速度和计算精度。
18、失散相像法在采样周期的选择上应该知足采样定理。
19、保持器是一种将失散时间信号恢复成连续信号的装置，零阶保持器能较好地再现阶跃信号，一阶保持器能较好地再现斜坡信号。
20、实质信号重构器不行能无失真地重构信号，详细表现为信号重构器会对被重构的信号产生相位的滞后和幅度的衰减。
02296控制系统仿真
02296控制系统数字仿真一、填空1、系统是指相互联系又相互作用的实体的有机组合。
2、定义一个系统时，首先要确定系统的边界；边界确定了系统的范围，边界以外对系统的作用称为系统的输入，系统对边界以为环境的作用称为系统的输出。
3、系统的三大要素为：实体、属性和活动。
4、根据系统的属性可以将系统分成两大类：工程系统和非工程系统。
5、相似原理用于仿真时，对仿真建模方法的三个基本要求是稳定性、准确性和快速性。
6、根据模型种类不同，系统仿真可分为三种：物理仿真、数字仿真和半实物仿真。
7、按照系统模型特征分类，仿真可分为连续系统仿真及离散事件系统仿真两大类。
8、采用一定比例按照真实系统的样子制作的模型称为物理模型，用数学表达式来描述系统内在规律的模型称为数学模型。
9、计算机仿真是指将模型在计算机上进行试验的过程。
10、系统仿真的三个基本活动是系统建模、仿真建模和仿真试验，计算机仿真的三个要素为：系统、模型与计算机。
11、如果某数值计算方法的计算结果对初值误差和计算误差不敏感，则称该计算方法是稳定的。
12、数值积分法步长的选择应遵循的原则为计算稳定性及计算精度。
13、采样数值积分方法时有两种计算误差，分别为截断误差和舍入误差。
14、三阶隐式啊达姆氏算法的截断误差为O()，二阶龙格-库塔法的局部截断误差为O()，四阶龙格-库塔法的局部截断误差为O()。
15、在判定数值积分方法的稳定域时，使用的测试方程为。
16、龙格-库塔法的基本思想是用几个点上函数值的线性组合来避免计算函数的高阶导数，提高数值计算的精度。
17、连续系统仿真中常见的一对矛盾为计算速度和计算精度。
18、离散相似法在采样周期的选择上应当满足采样定理。
19、保持器是一种将离散时间信号恢复成连续信号的装置，零阶保持器能较好地再现阶跃信号，一阶保持器能较好地再现斜坡信号。
20、实际信号重构器不可能无失真地重构信号，具体表现为信号重构器会对被重构的信号产生相位的滞后和幅度的衰减。
系统仿真导论试题答案
课程名称（计算机仿真技术）一、填空题（共 20 分 每空1 分） 1、sK ，sKs K 21+，1+Ts K ，1121++s T s T K，1222++Ts sT Kξ 。
2、位置参数（记为γ），比例参数（记为β），形状参数（记为α）。
3、连续的被控对象或被控过程，离散的数字控制器，采样开关或模数转换器，数模转换器或信号重构器。
4、稳定性，准确性，快速性。
5、MATLAB 开发环境，MATLAB 数学函数库，MATLAB 语言，MATLAB 图形处理系统，MATLAB 应用程序接口（API ）。
二、简答题（共35 分 每小题 7 分）1、有三种：连续时间模型、离散时间模型及连续-离散混合模型。
连续时间模型的特点：一个系统的输入量u(t),输出量y(t),系统的内部状态变量x(t)都是时间的连续函数。
离散时间模型的特点：一个系统的输入量、输出量及其内部状态变量是时间的离散函数，即为一时间序列：{u(kT)},{y(kT)},{x(kT)},其中T 为离散时间间隔。
连续-离散混合模型：一个系统，它的环节中有的环节的状态变量是连续变量，有的环节的状态变量是离散变量。
例如用数字计算机控制连续对象所组成的计算机控制系统就属于这种系统。
对于这类系统，它的连续部分可以用连续系统模型描述，离散部分可以用离散系统模型描述。
在离散环节和连续环节之间有一个保持器，将离散信号恢复成连续信号。
在连续环节和离散环节之间有个一采样器，将连续信号采样成离散信号。
2、所谓“离散相似法”就是将一个连续系统进行离散化处理，然后求得与它等价的离散模型。
由于连续系统的模型可以用传递函数来表示，也可以用状态空间模型来表示，因此，与连续系统等价的离散模型可以通过两个途径获得，其一是对传递函数做离散化处理得到离散传递函数，称为频域离散相似模型；其二是基于状态方程离散化，得到时域离散相似模型。
3、实体分为临时实体及永久实体。
临时实体：在系统中只存在一段时间的实体。
系统仿真导论复习资料
1、系统定义：按照某些规律结合起来，互相作用、互相依存的所有实体的集合或总体.模型就是为了某种目的，用字母、数学及其它数学符号建立起来的等式或不等式以及图表、图象、框图等描述客观事物的特征及其内在联系的数学结构表达式。
仿真就是通过建立实际系统模型并利用所建模型对实际系统进行实验研究的过程。
关系：系统是研究的对象，模型是系统的抽象，仿真是通过对模型的实验以达到研究系统的目的。
2、相似理论原理：（1）同序结构原理：任何系统都有一定的序结构，序结构的规律形成系统的有序结构。
（2）信息原理：系统序结构的形成和演化与系统的信息作用有关。
（3）支配原理：受相同自然规律支配的系统间存在一定的相似性。
3、相似原理用于仿真时，对仿真建模方法的三个基本要求：稳定性，准确性，快速性。
4、系统仿真有哪些类型：（1）、根据模型的物理属性分类：物理仿真、数学仿真、半实物仿真。
（2）、根据仿真计算机类型分类：模拟计算机仿真、数字计算机仿真、数字模拟混合仿真。
（3）、根据仿真时钟与实际时钟的比例关系分类：实时仿真、亚实时仿真、超实时仿真。
（4）、根据系统模型的特性分类：连续系统仿真、离散事件系统仿真。
5、仿真技术的应用：航天航空、武器、电力、交通运输、通信、化工、核能等各个领域。
在社会经济系统、环境生态系统、能源系统、生物医学系统教育训练系统也得到广泛应用。
6、连续系统的数学模型有哪几种，各有什么特点？有三种：连续时间模型、离散时间模型及连续-离散混合模型。
连续时间模型的特点：一个系统的输入量u(t),输出量y(t),系统的内部状态变量x(t)都是时间的连续函数。
离散时间模型的特点：一个系统的输入量、输出量及其内部状态变量是时间的离散函数，即为一时间序列：{u(kT)},{y(kT)},{x(kT)},其中T为离散时间间隔。
连续-离散混合模型：一个系统，它的环节中有的环节的状态变量是连续变量，有的环节的状态变量是离散变量。
例如用数字计算机控制连续对象所组成的计算机控制系统就属于这种系统。
《系统建模与仿真》复习题样例江苏大学
《系统建模与仿真》复习题样例江苏大学《系统建模与仿真》复习题样例：考试内容主要但不限于如下内容一、单项选择题(每题.5分,共32题)1、下列哪个图标表示输送链Conveyor元素（C）。
----序号17A、 B、 C、 D、2、某条生产线生产产品A，生产速率为1件/3分钟，生产的产品将送入仓库Buf 存储起来，假设生产线产出的第一件A在仿真时刻3，则运行至仿真时刻60，统计进入Buf的零件A的数量可以使用下面的函数(B)。
----序号507A、NPARTS(Buf)B、NPARTS(A)C、NPARTS2(Buf,A,1)D、APARTS(Buf)3、一次能处理多个部件，即n个部件输入n个部件输出的是：（B ）。
----序号218A、单处理机B、批处理机C、装配机D、生产机4、在模型中有一属性元素process_time，表示不同的零件在某一机器上所需要的加工时间，那么，在机器详细设计中，对机器的加工时间cycle time栏中应输入（）----序号144A、process_timeB、process_time（）C、matchD、cycle time5、对缓冲器（buffer）中几个缓冲区用矩形框框起来的可视化设计，其所需要使用的可视化属性是（B ）。
----序号134A、nameB、rectangleC、patchD、part queue6、零件（part）到达系统的时间间隔规律在零件详细设计对话框的（ C）中进行设置。
----序号148A、typeB、first arrivalC、inter arrivalD、to7、有3个零件nut一次性进入系统缓冲区buf1中等待机器加工，机器加工该零部件的时间为3分钟，则计算Bmaxtime（buf1）的结果是（）。
----序号261 A、3 B、6 C、8 D、98、可以用于机器（machine）输入（from）规则的是（ A）。
----序号80A、pullB、pushC、sendD、take9、下列哪个图标表示时间序列曲线Timeseries元素（A ）。
仿真知识点复习
第一章1.系统：相互联系又相互作用的对象的有机组合。
2.工程系统航空、航天、核能、工业过程控制系统分析、人员模拟操作训练等系统3.非工程系统社会、经济、企业管理、农业、生态环境等系统。
4.仿真（Simulation）就是利用物理的、数学的模型来类比模仿现实过程，以寻求过程规律的一种方法。
ISO：仿真就是选取一个物理的或抽象的系统的某些行为特征，用另一个系统来表示它们的过程。
5.为什么要进行仿真？实际系统太大，需要缩小；实际系统太复杂，需要简化；实际系统太贵重，需要省钱；实际系统太难、太费时间，为了方便和节时；实际系统无法观察、感受和操作；实际系统危害大，危险性大；实际系统的不可重复性；6.计算机仿真：就是利用计算机来模拟现实世界各种过程或系统的运行情况,从而得到重要的统计与决策信息；7.离散事件系统仿真：①确定仿真目标②进行系统调研③建立系统模型④确定仿真算法⑤建立仿真模型⑥验证与确认模型⑦方案与实验设计⑧运行与结果分析⑨编写报告建文档8.离散事件系统仿真中最常用流程图建立系统模型。
9.确定仿真算法：事件调度法、活动扫描法、进程交互法10.若是离散系统模拟，则可选用 flexsim、automod、GPSS、 Q-GERT、 SIMSCRIPT或其它；若是连续系统模拟，则可选用DYNAMO、GASP-IV或其它，这两种软件也可用于离散系统模拟。
11.连续系统仿真：系统的状态随时间连续变化的系统的仿真。
12.离散事件系统：状态变量随时间呈离散状态变化的系统。
13.离散事件系统5基本要素：实体、属性、活动、事件、进程14.永久实体：系统仿真期间自始至终停留在系统中的实体。
临时实体：系统仿真期间流经系统，在仿真结束时已经离开系统的实体。
关系：临时实体按一定规律不断产生，在永久实体作用下通过系统，最后离开系统。
15.属性：实体所具有的与系统仿真相关的特性称为实体的属性。
16.活动：表示两个可区分事件之间的过程。
系统仿真导论
《系统仿真导论(第2版)》内容简介：仿真是研究、设计、分析各种复杂系统的重要工具，已经成为与理论研究、实验研究并行的人类认识世界的重要方法。
作为普通高等教育“十一五”国家级规划教材，《系统仿真导论(第2版)》根据8年来的教学实践和仿真技术近年来的发展，在第一版（2000年）基础上进行了修订与扩展，其目的是为相关专业的本科高年级学生提供有关仿真学科与技术更全面、更系统、更新颖的教材。
全书共12章，第1章是概论，其余11章分为三篇，即连续系统仿真篇5章（第2～第6章）、离散事件系统仿真篇4章（第7~第10章）、现代仿真技术篇2章（第11、第12章）。
几乎每章后面均附有习题，书后还附有实验指示书，包括进行仿真实验的源程序。
《系统仿真导论(第2版)》可作为自动化、机械工程、经济管理、系统工程、工业工程等专业大学本科高年级学生仿真课程的教材，其中带“*”的章节是选修内容；也可作为研究生的参考教材。
对于工程技术人员，《系统仿真导论(第2版)》可作为应用仿真技术的参考书。
编辑推荐《系统仿真导论(第2版)》：普通高等教育“十一五”国家级规划教材，新编《信息、控制与系统》系列教材。
作者简介肖田元，1947年生，清华大学教授，博士生导师，获国务院颁发的政府特殊津贴。
现任清华大学自动化系学术委员会主任，国家CIMS工程技术研究中心常务副主任，中国系统仿真学会副理事长，中国自动化学会系统仿真专业委员会主任委员，《系统仿真学报》编委会常务副主任。
主要研究领域是：系统仿真与虚拟制造、CIMS与网络化制造。
作为项目负责人和主要参加者，承担863、国家自然科学基金、北京市科委以及企业的研究、攻关及工程应用项目近30余项。
发表论文200余篇，SCI检索10余篇，EI检索50余篇，出版著作9部。
获国家科技进步二等奖1项，三等奖2项，部级一等奖3项，二等奖2项。
范文慧，1966年生，博士，副教授，清华大学自动化系系统集成研究所副所长，中国系统仿真学会常务理事，中国自动化学会系统仿真专业委员会副秘书长，《系统仿真学报》编委。
系统仿真复习
一、系统仿真的概述1、为什么要进行系统仿真现代管理系统中，存在众多复杂、相互关联的非确定变量，特别是管理中大多是离散事件系统。
在这样的系统的管理决策中，许多方法、工具往往无法进行定量分析和研究，而仿真技术则提供了一个有效的管理决策的定量分析技术。
系统仿真可以作为一种辅助管理决策和系统设计的现代化管理技术。
2、系统仿真的定义、实质系统仿真就是在建立数学逻辑模型的基础上，通过计算机实验，对一个系统按照一定的决策原则或作业规则由一个状态变换为另一个状态的动态行为进行描述和分析。
模拟是一种数值技术模拟是一种人工实验手段计算机模拟模拟是对系统状态在时间序列中的动态写照大多数的管理系统模拟属于随机性系统模拟3、系统仿真的作用深入了解和改进现有的实际运行系统。
采用计算机仿真，可以使系统正常工作不受干扰，通过仿真实验和结果分析，对现有系统作出正确的分析与评价，并预测其未来发展，提出改进方案。
设计和评价新系统，节约投资。
采用计算机仿真，对新系统的可行性和经济效益作出正确的评价，帮助人们选择最优或较优的系统设计方案。
多方案选优。
针对不同的决策方案，进行计算机多次仿真运行，按照目标函数对进行选优，辅助最优管理决策4、系统仿真的类型物理仿真、模拟机仿真、数字仿真、数字机和模拟机混合仿真、仿真器仿真二、系统仿真中的随机变量随机数的产生1.（0，1）区间均匀分布2.（a，b）区间均匀分布3.负指数分布4.泊松分布5.爱尔兰分布6.正态分布7.经验分布三、系统仿真的名词术语1.实体：一个系统边界内部的客观对象称为实体。
实体可分为永久性实体和临时性实体。
永久性实体是指经常处于系统之内，其数量保持相对稳定的实体。
临时性实体是指进入系统并在经过相应环节以后再离开系统，它们在系统内的数量经常发生变化的实体。
2.属性：属性是指系统实体的特性。
3.活动：活动是占用一定时间和资源，导致系统状态发生改变的一定过程。
4.系统状态：系统状态是指在某时间点对系统的所有实体、属性和活动的描述。
系统建模与仿真全要点复习
1、系统（system）：是一组对象的集合或总称；由诸多相互作用、相互依存的要素按照一定规律构成的集合体，它们共同组成具有特定结构和功能的整体。
它具有以下特点：①由两个或两个以上要素组成。
②构成系统的要素之间具有一定的联系，并在系统内部形成特定的结构。
③具有边界。
④系统具有特定的功能，具有存在的价值和作用，并且系统功能受到系统结构和环境的影响。
三要素：(1) 实体：组成系统的元素、对象。
(2) 属性：实体的特征。
(3) 活动：系统由一个状态到另一个状态的变化过程。
理解：组成系统的实体之间相互作用而引起的实体属性的变化，通常用状态变量来描述。
研究系统主要研究系统的动态变化。
除了研究系统的实体属性活动外，还需要研究影响系统活动的外部条件，这些外部条件称之为环境。
系统分类：1）连续系统是指系统状态随时间发生连续性变化的系统（电力生产、供电网络、石油炼制、自来水生产、电路系统等）。
2）离散事件系统是指只有当在某个时间点上有事件（event）发生时，系统状态才会发生改变的系统。
系统状态的变化只发生在离散的时间点上，且状态通常会保持一段时间。
此外，系统状态的变化也会引发新的事件。
（毛坯到达、加工开始、加工完成、设备故障等；服务系统中的顾客到达、接受服务等）2、计算机仿真（系统仿真）概念：针对真实系统建立模型,然后在模型上进行试验,用模型代替真实系统,从而研究系统性能的方法称为系统仿真。
研究对象可以是实际的系统，也可以是设想中的系统。
1）包含了系统建模、仿真建模和仿真实验三个基本活动。
联系这三个活动的是系统仿真的三要素：系统、模型、计算机（硬件和软件）。
2）系统、模型与仿真三者之间有着密切联系。
其中，系统是要研究的对象，模型是系统在某种程度和层次上的抽象，而仿真是通过对模型的试验以便分析、评价和优化系统。
3、仿真技术的主要用途：(1) 优化系统设计。
(2) 系统故障再现，发现故障原因。
(3) 验证系统设计的正确性。
物流系统建模与仿真-考前复习题资料
物流系统建模与仿真考前复习题1、名词解释〔5*4分〕（1）系统：系统是由假设干可以相互区别、相互联系而又相互作用的要素所组成，在一定的阶层结构形成中分布，在给定的环境约束下，为到达整体的目的而存在的有机集合体。
（2）物流系统模型：物流系统模型是对物流系统特征要素、有关信息和变化规律的一种抽象表达，描述了系统各要素之间的相互关系、系统与环境之间的相互作用，以反映系统的某些本质。
（3）系统仿真：应用数学模型、相应的实用模型的装置、计算机系统、局部实物的仿真系统，对某一给定系统进行数学模拟、半实物模拟、实物模拟，以便分析、设计、研究这种给定系统；或者利用这种仿真训练给定系统的专业人员。
〔4〕离散事件系统：指系统状态在某些随机时间点上发生离散变化的系统。
离散事件动态系统，本质上属于人造系统（4）实体：实体是描述系统的三个根本要素(实体、属性、活动)之一。
在离散事件系统中的实体可分为两大类：临时实体及永久实体。
在系统中只存在一段时间的实体叫临时实体。
这类实体由系统外部到达系统，通过系统，最终离开系统。
临时实体按一定规律不断地到达(产生)，在永久实体作用下通过系统，最后离开系统，整个系统呈现出动态过程。
（5）事件：事件就是引起系统状态发生变化的行为。
从某种意义上说，这类系统是由事件来驱动的。
在一个系统中，往往有许多类事件，而事件的发生一般与某一类实体相联系，某一类事件的发生还可能会引起别的事件发生，或者是另一类事件发生的条件等，为了实现对系统中的事件进行管理，仿真模型中必须建立事件表，表中记录每一发生了的或将要发生的事件类型和发生时问，以及与该事件相联的实体的有关属性等。
（6）仿真时钟：仿真钟用于表示仿真时间的变化。
离散事件动态系统的状态是在离散时间点上发生变化的，并且由于引起状态变化的事件发生时间的随机性，仿真钟的推进步长是随机的。
如果两个相邻发生的事件之间系统状态不发生任何变化，那么仿真钟可以跨过这些“不活动〞周期。
通信系统仿真 期末复习资料 总结
现代通信系统仿真的必要性（仿真的动机）1.仿真是深入理解系统特性的强有力工具2.解析方法分析现代通信系统比较困难3.现代通信系统结构复杂4.系统工作的环境复杂5.通过仿真可以缩短通信产品的开发周期和上市时间6.仿真能更容易和更经济地对系统进行研究，观察各种变化对系统性能的影响确定性仿真1.输入为确定信号，每次运行仿真都会得到相同的结果（电路的SPICE仿真）2.采用传统的方法（字和笔）求解，会得到同样的波形3.采用确定性仿真是为了节省时间、避免冗长计算产生错误随机性仿真1.输入信号为随机信号2.仿真结果是一个随机变量或随机过程蒙特卡洛仿真仿真的作用1.仿真广泛应用于系统设计过程中2.可用于性能评估和参数优化还可用于测试、测量、设置基准、生命周期预测、系统配置以及故障检测R.W.汉明指出：仿真的主要作用不在于获得数据，而在于获得对系统的深入理解仿真的四个阶段及每个阶段的作用1.链路预算与系统级标校过程。
验证链路预算和改进设计，通过详细的仿真，可以精确估计系统性能指标和验证非理想实现造成的性能降级2.关键元件的实现与测试。
如果系统的关键元件要使用新技术，那个元件必须首先制造出来并在实际工作条件下进行测试，以便验证性能和把风险减到最小。
3.完成硬件原型与验证仿真模型。
仿真为测试提供基准，测试结果又验证了仿真，这个阶段的最终结果是系统的一个完善原型，此原型是系统的产品开发基础，另外，获得一个经验证的仿真模型，可用来很好的预测生命终结。
4.生命终结预测。
通过使用系统中主要元件的老化模型，仿真可完成生命终结性能预测，如果预测性能令人满意，且最终链路预算平衡有足够裕量，系统设计和实现就完成了，不然，迭代此结果直到收敛。
低通采样定理：如果采样频率fs大于等于2fh，那么带限信号就可以无差错地通过其采样信号恢复。
fh表示被采样信号的最高频率。
采样频率fs=2fh被称作Nyquist采样率欠抽样所引起的影响——混叠（Aliasing）在实际的通信系统中，任何信号都不是严格带宽受限的。
系统仿真复习
1、系统的概念：系统即是一组对象的集合或总和，它们按照某些规律结合起来，相互作用、相互依存，来达到特定的某种目的。
2、系统可以分为：连续系统和离散系统两大类。
3、系统的“三要素”：实体、属性和活动。
4、模型被定义为“用于研究目的的系统的表示”，是对现实世界的一种抽象。
其具有以下三个特征：（1）模型是现实世界一部分的抽象或模仿；（2）模型由与分析问题有关的因素构成；（3）模型表明了有关因素间的相互联系。
5、模型可分为：图形与实物模型和数学（分析）模型两类。
7、计算机仿真包含了即系统建模、仿真建模和仿真实验等三个基本的活动。
9、生产系统体现为一个有序的把各种生产要素的输入转换为产品的输出过程。
它包括三个基本的组成部分：①输入（或投入）；②转换过程（或生产过程）；③输出（或产出）10、生产过程的三个阶段：①决策和控制阶段；②产品设计和开发阶段；③产品制造阶段。
11、生产系统的基本特性：（1）集合性（2）相关性（3）目的性（4）环境适应性（5）反馈特性（6）随机特性14、生产系统建模与仿真的主要内容：（1）生产系统的规划设计；（2）物料管理；（3）生产计划模拟；（4）生产系统协调；（5）生产成本分析。
16、离散事件系统仿真常用基本概念：实体、属性、状态、事件、活动、进程、仿真时钟、统计累加器4、蒙特卡罗方法的基本思想：当实验次数充分多时，某一事件出现的频率近似等于该事件发生的概率。
5、应用蒙特卡罗方法进行仿真分析的原理：利用各种不同分布随机变量的抽样序列来仿真实际系统的概率模型，给出问题数值解的渐近统计估计值。
6、蒙特卡罗方法应用或实施过程的三个主要步骤：（1）构造或描述概率过程；（2）以已知概率分布进行抽样；（3）建立各种估计量。
7、随机离散事件：只在可数的离散时间点上发生，并具有离散性和随机性特征的事件。
8、随机发生的离散事件是导致系统状态发生变化的原因。
9、随机离散事件是离散事件系统仿真中最基本的要素之一，在离散事件系统仿真中有着特别重要的地位和作用。
系统仿真复习归纳-同济交通
1．系统分类1）确定性-随机性确定性系统：输出完全有系统的输入以及相应的转换关系（逻辑关系）所决定的系统。
_ 随机系统：在既定的输入下，系统的输出时非确定，带有随机的性质。
2）连续系统-离散系统连续系统：指系统的状态变量随时间变化而发生连续变化_ 离散系统：指系统的状态变量在某些离散的时间点瞬时变化。
3）线性系统-非线性系统_ 线性系统：要素间线性变化_ 非线性系统：大部分系统都是非线性系统。
4）静态系统-动态系统_ 静态系统：描述某一时间点上系统状态_ 动态系统：系统状态随时间变化2．系统仿真的定义、实质仿真：对客观世界实际过程或系统在一段时间内运行的模拟。
1）定义：在定量分析的条件下，需要建立一定的数学逻辑模型进行，但实际系统的这种数学逻辑模型十分复杂，以致很难甚至无法用解析的方法求解。
实验是科学研究和设计工作的一般方法和步骤。
直接用真实系统进行实验，往往是不经济或不安全的，有时甚至是做不到或者没有意义的。
系统仿真就是在建立数学逻辑模型的基础上，通过计算机实验，对一个系统按照一定的决策原则或相互作用原则由一个状态变换为另一个状态的动态行为进行描述和分析。
2）实质：仿真是一种数值技术；仿真是一种人工的实验手段；仿真主要依靠计算机实现；仿真是对系统状态在时间序列中的动态写照；大多数的系统仿真属于随机性系统仿真3．系统仿真建立的步骤调研系统，问题描述和系统定义_ 建立系统模型_ 收集和整理数据资料_ 建立模拟模型，编制程序，验证模型_ 调试程序，确认模型_ 实验设计_ 计算机模拟运行_ 输出结果分析_ 建立文档_ 实施模拟决策4．Multi-Agent仿真的定义、特点Agent （主体、智能体）：指在一定的环境下能独立自主地运行，作用于自身生成的环境，同时也受外部环境的影响，并能不断的从环境中获取知识以提高自身能力，且将推理与知识结合的智能实体，并且具有自治性、反应性、自适应性、可通信性及自学习性等特征。
系统仿真38个知识点
系统仿真38个知识点1、仿真软件可分为仿真程序包、仿真语言和仿真环境。
2、为了通过仿真分析能够准确的掌握系统的内在运动规律，以下两方面非常重要：建立准确的系统模型、获得正确的仿真结果。
3、仿真技术的应用特点：应用范围空前扩大；分布性；交互性；集成化。
4、常见控制策略：MRP、看板、LOC、DBR。
5、系统、模型、仿真是计算机仿真的三个基本构成成分，三者之间有着十分密切的关系，系统是研究对象，模型是系统特性的描述，仿真则包含建立模型及对模型进行试验两个过程。
6、仿真分类：按模型类型：物理仿真、数学仿真、物理-数学仿真；按计算机类型：模拟仿真、数字仿真、混合仿真；按研究对象：连续系统仿真、离散事件仿真。
7、系统仿真步骤：调研系统，明确问题：设立目标，收集数据；建立仿真模型；编制程序；运行模型，计算结果；统计分析，进行决策。
8、仿真钟一般是仿真的主要自变量，仿真钟的推进是系统仿真程序的核心部分。
9、仿真方法：事件调度法、活动扫描法、进程交互法。
10、离散事件系统仿真步骤：问题定义；制定目标和定义系统效能测度；描述系统和做出假设；列出替代方案；收集数据和信息；构建模型；验证和确认模型；运行可替代模型；输出分析。
11、把生产过程各要素转化为有用产品的系统称为生产系统。
生产系统就是与实现规定的生产目标有关的生产单位的集合体。
它是生产过程与管理过程有机结合的整体。
12、生产要素的投入、转换和产品的产出是物流。
13、现代生产系统由六部分组成：供应商、用户、投入、转换、产出和管理。
14、生产运营系统由5P组成：人力、工厂、部件、工艺及计划控制系统。
15、物料等待搬运、部件等待加工或检测都是排队现象。
人、物料、零部件到达的速率大于它们接受服务的速率时,就会出现排队现象。
17、影响排队系统的主要因素有：到达模式、服务模式、服务台数量、系统容量、排队规则。
18、解决排队问题的目的是研究排队系统运行的效率，估计服务质量，确定系统参数的最优值，以决定系统结构是否合理，研究设计改进措施等。
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概述0．1系统、模型与仿真0．1．1系统系统定义为“按照某些规律结合起来，互相作用、互相依存的所有实体的集合或总和”。
一个理发店定义为一个系统。
实体有服务员和顾客。
顾客按某种规律到达，服务员根据顾客要求，按一定程序为其服务，服务完毕后顾客离去。
在该系统中，顾客和服务员相互作用，顾客到达模式影响着服务员的工作忙闲状态和理发店的排队状态，而服务员的多少和服务效率也影响顾客接受服务的质量。
实现电机调速的各个实体定义为一个系统，称之为电动机调速系统。
系统包括电动机、测速元件、比较元件以及控制器等，他们相互作用以实现按给定要求调节电动机的速度。
在定义一个系统时，首先要确定系统的边界。
边界确定了系统的范围，边界以外对系统的作用称为系统的输入，系统对边界以外的环境的作用称为系统的输出。
描述系统三要素，即实体、属性、活动。
实体确定了系统的构成，也确定了系统的边界，属性也称为描述变量，描述每一实体的特征；活动定义了系统内部实体之间的相互作用，从而确定了系统内部发生变化的过程。
0．1．2模型为了研究、分析、设计和实现一个系统，需要进行试验。
试验的方法基本上可分为两大类：一种是直接在真实系统上进行，另一种是先构造模型，通过对模型的试验来代替或部分代替对真实系统的试验。
传统上大多采用第一种方法，随着科学技术发展，尽管第一种方法在某些情况下仍然是必不可少的，但第二种方法日益成为人们更为常用的方法，主要原因在于：1）系统还处于设计阶段，真实的系统尚未建立，人们需要更准确地了解未来系统的性能，只能通过对模型的试验来了解；2）在真实系统上进行试验可能会引起系统破坏或发生故障，例如对一个处于运行状态的化工系统或电力系统进行没有把握的试验将会冒巨大的风险；3）需要进行多次试验时，难以保证每次试验的条件相同，因而无法准确判断试验结果的优劣；4）试验时间太长或费用昂贵。
因此，在模型上进行试验日益为人们所青昧，建模技术也随之发展起来。
模型分成两大类，一类是物理模型，就是采用一定比例尺按照真实系统的样子制作，沙盘模型就是物理模型的典型例子。
另一类是数学模型，就是用数学表达式形式来描述系统的内在规律。
系统模型的一般描述：一个系统可以定义为如下集合结构：S=（T，X，Ω，Q，Y，δ，λ）其中：T：时间基，描述系统变化的时间坐标，它为整数称为离散时间系统，为实数则称为连续时间系统。
X：输入集，代表外部环境对系统的作用。
通常X被定义为Rn，代表n个实值的输入变量Ω：输入段集，描述某个时间间隔内输入模式Q：内部状态集Y：输出集，系统通过它作用于环境δ：状态转移函数，定义系统内部状态是如何变化的λ：输出函数在实际建模时，要求不同，模型描述的详细程度也不同，具体有：1）行为水平，也称输入输出水平，该水平的模型将系统视为一个黑盒，在输入信号的作用下，只对系统的输出进行测量2）分解结构水平，将系统看成若干个黑盒连接起来，定义每个黑盒的输入和输出，以及它们相互之间的连接关系3）状态结构水平，不仅定义系统的输入输出，还定义系统内部的状态集及状态转移函数。
人们经过长期研究和应用，创造适应不同对象研究分析要求的模型描述形式，总结后模型形式分类如表0。
1。
表0。
1模型分类0．1．3仿真1961年, 仿真指在实际系统尚不存在的情况下对于系统或本质的实现.1978年, 仿真用能代表所研究的系统的模型作实验1982年, 所有支持模型建立与模型分析的活动即为仿真活动1984年, 给出仿真的基本概念框架”建模—实验---分析”的基础上,提出“仿真是一种基于模型的活动”的定义。
综上所述，系统、模型、仿真三者之间有密切关系。
系统是研究的对象，模型是系统的抽象，仿真是通过对模型的实验到达研究系统的目的。
现代仿真技术均是在计算机支持下进行的，因此系统仿真也称计算机仿真。
系统仿真有三个基本活动，即系统建模、仿真建模和仿真实验，联系三个活动的是系统仿真的三要素，即系统、模型、计算机（软件和硬件）。
图0。
1计算机仿真三要素及三个基本活动传统上，“系统建模”这一活动属于系统辩识技术范畴，技术仿真则侧重在“仿真建模”，即针对不同形式的系统模型研究其求解算法，使其在计算机上得以实现。
至于“仿真试验”这仪活动，往往注重“仿真程序”的检验。
在系统建模方面，除了传统的基于物理学、化学、生物学、社会学等基本定律及系统辩识等方法外，现代仿真技术提出了用仿真方法确定实际系统的模型。
在仿真建模方面，除了适应计算机软硬件环境的发展而不断研究和开发出许多新算法和新软件外，现代仿真技术采用模型与实验分离技术，即模型的数据驱动。
任何一个仿真问题分为两部分：模型和实验。
现代仿真技术和传统仿真技术定义是一致的，区别在于：现代仿真技术将模型分为参数模型和参数值两部分，参数值属于实验框架的内容之一。
这样，模型参数与其对应的参数模型分离开来。
在仿真实验方面，现代仿真技术将实验框架与仿真运行控制区分开来。
一个实验框架定义一组条件，包括模型参数、输入变量、观测变量、初始条件、终止条件、输出说明。
除此之外，与传统仿真区别在于，将输出函数的定义也与仿真模型分离开来。
总结后现代仿真技术的概念框架如图。
0。
2现代仿真技术的概念框架在这个框架中，“仿真问题描述”对应于图1中“仿真建模”，“行为产生”对应于图1中的“仿真试验”，“模型行为及其处理”相对应输出处理。
0．2系统仿真的类型比较典型的系统仿真分类方法有：根据模型的种类分类、根据仿真所采用的计算机类型分类、根据仿真时钟与实时时钟的比例关系分类、根据系统模型的特性分类。
1、根据模型的种类分类根据模型的种类不同，系统仿真分为三种：物理仿真、数学仿真和半实物仿真。
1)按照真实系统的物理性质够造系统的物理模型，并在物理模型上进行实验的过程称为物理仿真。
物理仿真优点直观形象，缺点模型改变困难，实验限制多，投资较大2)对实际系统进行抽象，并将其特性用数学关系加以描述而得到系统的数学模型，对数学模型进行实验的过程称为数学仿真。
计算机技术的发展为数学仿真创造了环境，使得数学仿真变得方便、灵活、经济，因而数学仿真也称为计算机仿真。
数学仿真的缺点是受限于系统建模技术，系统的数学模型不易建立。
3)半实物仿真，即将数学模型和物理模型甚至实物联合起来进行实验。
对系统中比较简单的部分或对其规律比较清楚的部分建立数学模型，并在计算机上加以实现，而对比较复杂的部分或对规律尚不十分清楚的系统，其数学模型的建立比较困难，则采用物理模型或实物。
仿真时将两者连接起来完成整个系统的实验。
2、根据仿真计算机类型分类根据使用的仿真计算机类型将仿真分为3类：模拟计算机仿真、数字计算机仿真和数字模拟混合仿真。
1)模拟计算机仿真本质上是一种通用的电气装置，将系统数学模型在模拟机上加以实现并进行实验称为模拟机仿真。
是一种并行仿真。
2)数字计算机仿真将系统数学模型用计算机程序加以实现，通过运行程序来得到数学模型的解，从而达到系统仿真的目的。
是一种串行仿真。
3)数字模拟混合仿真将系统模型分为两部分，一部分放在模拟计算机上运行，另一部分放在数字计算机上运行，两个计算机之间利用模数和数模转换装置交换信息。
随着数字计算机技术发展，计算速度和并行处理能力的提高，模拟计算机仿真和数字模拟混合仿真已经逐步被全数字仿真取代，因此今天的计算机仿真一般指的是数字计算机仿真。
3、根据仿真时钟与实际时钟的比例关系分类实际动态系统的时间基称为实际时钟，而系统仿真时所采用的时钟称为仿真时钟。
根据仿真时钟与实际时钟的比例关系，系统仿真分类如下：（1）实时仿真：仿真时钟与实际时钟完全一致，模型仿真的速度和实际系统运行的速度相同。
当被仿真的系统中存在物理模型或实物时，必须进行实时仿真，有时也称在线仿真。
（2）亚实时仿真：仿真时钟慢于实际时钟，模型仿真的速度慢于实际系统运行的速度。
当对仿真速度要求不苛刻的情况下均是亚实时仿真，有时也称离线仿真。
（3）超实时仿真：仿真时钟快于实际时钟，模型仿真的速度快于实际系统运行的速度。
4、根据系统模型的特性分类从仿真实现的角度看，系统模型特性可分为两大类，一类为连续系统，另一类为离散事件系统。
相应地系统仿真技术也分为两大类：连续系统仿真和离散事件系统仿真。
（1）连续系统仿真：连续系统是指系统状态随时间连续变化的系统。
连续系统的模型按其数学描述可分为：（1）集中参数系统模型，一般用常微分方程描述（2）分布参数系统模型，一般用偏微分方程描述。
（2）离散事件系统仿真：离散事件系统是指系统状态在某些随机时间点上发生离散变化的系统。
它与连续系统的主要区别在于：状态变化发生在随机时间点上。
这种引起状态变化的行为称为事件，因而这类系统是由事件驱动的；事件往往发生在随机时间点上，也称随机事件，离散事件系统一般具有随机特性；系统的状态变量往往是离散变化的。
0．3系统仿真的一般步骤系统仿真的一般步骤图3描述。
0．3 仿真的一般步骤系统仿真的一般步骤：1.针对实际系统，建立系统模型。
包括建模与形式化、形式建模、可信性检验等。
根据研究和分析的目的，确定模型的边界，对模型进行形式化处理，得到计算机仿真要求的数学描述，模型可信性检验是仿真的基础。
2.仿真建模。
根据系统的特点和仿真的要求选择合适的算法。
3.程序设计。
将仿真模型用计算机能执行的程序来描述。
4.程序检验。
一方面是程序调试，更重要是检验所选仿真算法的合理性。
5.对模型进行实验，根据仿真的目的对模型进行多方面的实验，相应地得到模型的输出。
6.对仿真输出进行分析。
对离散事件系统来说，其输出分析决定仿真的有效性。
输出分析既是对模型数据的处理，同时也是对模型的可信性在实际仿真时，上述每个步骤往往需要多次反复。
0．4仿真技术的应用0．4.1仿真技术在系统设计中的应用0．4.2仿真技术在系统分析中的应用0．4.3仿真技术在教育与训练中的应用0．4.4仿真技术在产品开发及制造过程中的应用0．4.5仿真技术在CIMS中的应用练习1：系统是指相互联系又相互作用的（实体）的有机组合P12：系统的三大要素为：（实体）、（属性）和（活动）。
P13：计算机仿真的三个要素为（系统）、（模型）与（计算机）P3 4：计算机仿真是指将（模型）在计算机上进行试验的过程5：（亚实时）仿真是指仿真时钟慢于实际时钟的仿真。
P56：实时仿真是指仿真时钟和实际时钟的比例关系为（1：1）P5 7：根据模型的种类不同，系统仿真分为三种：物理仿真，（数学）仿真和半实物仿真8：系统模型按（描述变量的函数关系）分类，可分为连续变化模型和离散变化模型9：根据系统的（物理特征）可将系统分成两大类：工程系统及非工程系统10：模型按（描述变量的函数关系）分类，可分为线性模型和非线性模型11：根据使用的仿真计算机类型将仿真分为3类：模拟计算机仿真、数字计算机仿真和数字模拟混合仿真。