东北林业大学系统建模与仿真实验指导书

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系统建模与仿真实验指导书(2)

实验一例1-3、设置传递函数22)13()5(6)(+++=s s s s G ，时间延迟常数4=τ 方式1：set(G,'ioDelay',4) %为系统的ioDelay 属性设定值G %显示传递函数解：该传递函数模型可以通过下面的语句输入到MATLAB 工作空间为： >> num=6*[1,5];den=conv([1,3,1],[1,3,1]); G=tf(num,den); set(G,'ioDelay',4) G例1-4、已知传递函数22)13()5(6)(+++=s s s s G，提取系统的分子和分母多项式（实验）解：提取系统的分子和分母多项式程序为： >> num=6*[1,5];den=conv([1,3,1],[1,3,1]); G=tf(num,den)[num den]=tfdata(G,'v')例1-5 某系统的零极点模型)22)(22)(2)(1()5(6)(2j s j s s s s s G -++++++= >> s=zpk('s')G=6*(s+5)^2/((s+1)*(s+2)*(s+2+2)*(s+2-2))例1-7已知系统传递函数)2)(36(114222s s s s s s G +++++=，求零极点及增益，并绘制系统零极点分布图。

（实验）（1）零极点及增益：〉〉num=[1,4,11]; den=conv([1,6,3],[1,2,0]);G=tf(num,den) [z,p,k]=zpkdata(G,'V')（2）系统零极点分布图：（3）〉〉num=[1,4,11];den=conv([1,6,3],[1,2,0]); G=tf(num,den) pzmap(G)例1-11 给定零极点模型： )5.1)(23())7)(2(8.6)(+±+++=s j s s s s s G用MATLAB 命令得出其等效的零极点传递函数模型。

系统工程实验指导书

实验一简单库存模型一、实验目的1、熟悉STELLA软件的基本操作2、加深对系统动力学主要要素和基本思想的理解3、学会利用STELLA软件建立一阶反馈系统模型、仿真运行及结果分析二、实验要求1、简单库存模型各变量及其因果关系图如下图：期望库存Y2、各变量之间的关系可用如下方程表示：L I•K=I•J+DT*R1•JKN I=1000R R1•KL=DK/ZA D•K=Y-I•KC Z=5C Y=60003、要求利用STELLA建立上述库存模型的流图，仿真计算并分析结果三、实验步骤1、确定水准变量、速率变量、辅助变量、常量及水准变量初值；2、熟悉STELLA软件操作指导，建立模型的四个基本构造块为：栈（stock）、流（flow）、转换器(converter) 、连接器（connector），设置仿真参数（采用默认值）；2、根据因果关系图连接流；3、确定水准方程、速率方程、辅助方程、赋初值方程和常量方程；4、建立模型仿真结果分析所需的数据模块；5、仿真及结果分析实验二二阶库存系统一、实验目的1、加深对系统动力学主要要素和基本思想的理解2、学会利用STELLA软件建立二阶反馈系统模型、仿真运行及结果分析3、分析二阶系统的特点二、实验要求12、各变量之间的关系可用如下方程表示：L G•K=G•J+DT*(R1•KL-R2•JK)L I•K=I•J+DT•R2•JKR R1•KL=D/ZR R2•KL=G•/WR R3•KL=200A D=Y-I•KC Y=6000C W=10,Z=5C I=1000 ，G=80003、要求利用STELLA建立上述库存模型的流图，仿真计算并分析结果三、实验步骤1、确定水准变量、速率变量、辅助变量、常量及水准变量初值；2、建立模型的四个基本构造块为：栈（stock）、流（flow）、转换器(converter) 、连接器（connector），设置仿真参数（采用默认值）；2、根据因果关系图连接流；3、确定水准方程、速率方程、辅助方程、赋初值方程和常量方程；4、建立模型仿真结果分析所需的数据模块；5、仿真及结果分析四、练习改变各参数（Z、W及水准变量初始值）的值，观察水准变量和速率变量变化情况，分析参数对其仿真结果的影响实验三高校发展规模问题一、实验目的1、学会根据具体问题建立模型的因果关系图；2、应用STELLA软件建立流图统模型、仿真运行及结果分析；3、能够根据数据分析结果解释具体模型。

系统建模与仿真实验

系统仿真与建模分析实验实验一生态平衡建模实验系统描述：在一个封闭的海岛上，设有两个群体：1. 狐狸（FOXES）;2.啮齿动物（RODENTS情况是：1）狐狸出生后，需要八个月成长为成年狐狸，幼年狐狸每只（每月）要吃10 只啮齿动物，若没有吃的就饿死，幼年狐狸的出生率为4，成年狐狸死亡因素有两个，一是每只狐狸每月要吃60 只啮齿动物，若没有吃的就要饿死，二是从仿真时间算起，十年之后，每月要被猎人打死4 只。

2）啮齿动物RODY出生后，三个月即可长成为成年啮齿动物，啮齿动物的出生率为0.8 ，如果幼年啮齿动物的父母死亡，则以短缺扶养和保护而死亡。

成年啮齿动物每月的死亡率有两个原因决定：一个是被狐狸吃掉，一个原因是总数超过100000（十万）只，则以水草不足而饿死。

一、实验目的：通过此实验了解系统动力学的仿真方法，学会用所学的建模理论来对实际问题进行建模，并对实际问题进行分析。

对此生态平衡系统进行仿真实验，改变不同的控制参数，分析实验的结果，得出系统保持生态平衡的条件，为决策者决策提供理论分析基础。

二．实验原理系统动力学（System Dynamics）是美国麻省理工学院J.W福雷斯特（JayW Forrester教授创立的一门新兴学科。

它按照自身独特的方法论建立系统的动态模型，并借助于计算机进行仿真，以处理行为随时间变化的系统的问题。

系统动力学首先强调系统性的观点，以及联系、发展、运动的观点，是研究复杂系统，诸如:社会、经济、环境、人口、生态平衡、产业发展等的有效工具。

系统动力学的研究对象主要是社会经济系统。

社会经济系统的范围十分广泛，凡是涉及到人类的社会活动和经济活动的系统都属于社会系统。

诸如本文要研究的人口系统、资源系统、环境系统、经济系统、科技系统、能源系统，都属于社会经济系统。

系统动力学的基础是通过实验方法认识系统的行为，为管理决策者提供决策的依据。

系统动力学仿真的基本步骤是：（1）明确建模目的一般来说，系统动力学对社会系统进行仿真实验的主要目的是认识和预测系统的结构和设计最佳参数，为制定合理的政策提供依据。

《系统仿真与MATLAB语言》实验指导书

系统仿真与MATLAB语言实验指导书韶关学院2012级自动化专业系统仿真与MATLAB语言实验说明1、所有同学必须参加实验课，按照排定顺序上机。

2、每次上机请登记在实验室记录本上，固定机位，一人一机。

3、本课程7次上机实验（其中前6次实验要提交纸质实验报告，第7次实验提交电子版实验报告）。

4、在机房内务必保持安静，不得大声喧哗，不得从事与实验无关事项，如打游戏、看电影等。

5、写好预习报告：针对实验内容要求用自己的语言简要的写明实验目的、实验原理，并针对实验内容预先做好程序的编写。

所有实验项目必须提前编写程序！！！不写预习报告不得参加实验！！！6、数据记录记录实验的原始数据，实验期间当场提交。

拒绝抄袭。

实验过程中要能回答我的提问。

7、实验内容总结所做实验的内容回答有关思考题2014、9实验一 MATLAB 语言工作环境和基本操作一、实验目的：熟悉MATLAB 的工作环境，学会使用MATLAB 进行一些简单的运算。

二、实验内容：MATLAB 的启动和退出，熟悉MATLAB 的桌面（Desktop ），包括菜单（Menu ）、工具条（Toolbar ）、命令窗口(Command Window)、历史命令窗口、工作空间(Workspace)等；完成一些基本的矩阵操作；学习使用在线帮助系统。

三、实验步骤：1、启动MATLAB ，熟悉MATLAB 的桌面。

2、在命令窗口执行命令完成以下运算，观察workspace 的变化，记录运算结果。

（1）（365-52⨯2-70）÷3（2）area=pi*2.5^2（3）已知x=3，y=4，在MATLAB 中求z ：()232y x y x z -= (4)输入 C=1:2:20，则 C （i ）表示什么？其中 i=1,2,3, (10)（5）掌握MATLAB 常用命令>> who %列出工作空间中变量>> whos %列出工作空间中变量，同时包括变量详细信息>>save test %将工作空间中变量存储到test.mat 文件中>>load test %从test.mat 文件中读取变量到工作空间中>>clear %清除工作空间中变量>>help 函数名 %对所选函数的功能、调用格式及相关函数给出说明>>lookfor %查找具有某种功能的函数但却不知道该函数的准确名称如： lookfor Lyapunov 可列出与Lyapunov 有关的所有函数。

系统建模与仿真实验指导书ⅠARENA二维仿真建模实验

系统建模与仿真实验指导书ⅠARENA二维仿真建模实验一、实验目的：1简单流水线建模实验掌握ARENA二维仿真软件的基本操作，掌握ARRIVE、DEPART、SEVER、INSPECT、SIMULATION等模块的应用与连接，学会采用该软件建立一条简单的生产流水线，并进行逻辑模块的参数设置和物理模块的界面设计，建成的仿真系统能运行并返回需要的统计数据。

2生产制造过程仿真建模实验借助工业工程综合实验——装配线设计实验的成果——装配线的结构与布局以及各主要工位的操作数据，通过ARENA软件进行仿真建模，比较系统运行的结果，对综合实验的设计方案进行验证实验，调整参数，寻求优化方案，进行优化设计实验。

二、实验步骤主要解决的四个问题：1）模型的建立,确定该系统需要的模块类型和数量：输入(Arrive)，输出(Depart)，加工操作(Sever)，检验操作(Inspect)以及他们的先后顺序和连接关系2）参数设置：包括模块内参数设置和系统参数设置3）统计分析功能的建立：成品及废品平均流程时间、成品率、废品率以及其方差设置和实现，并能对此进行分析和评价，重新调整参数以实现系统优化；4)界面优化，利用系统工具或者画图工具，对仿真运行界面进行优化，体现更清晰的运动状态和物流路径，模拟加工过程的实现附：上机操作指导软件工具介绍一、Arena 软件工具的特点Arena是一个Microsoft Windows下的工具，所以它的基本界面你应该早已熟悉,但是由于Arena仿真软件是属于专业软件，并不常见，国内对该软件的操作方面的资料甚少，而且还都是外文版，所以有必要对Arena的操作界面以及相关的仿真建模操作和模块进行介绍。

（一）、操作界面图 3-1 Arena的界面1 File 菜单在这个菜单里，你可以新建Arena模型文件，打开现有模型，关闭窗口，存储模型或创建一个只许观看的模型，你也可以引进CAD图形，将AUTOCAD作为Arena 的支持工具，而在一些情况下，活动元素将允许你使用现有的详尽的机器设备的图形。

(完整版)系统建模与仿真实验报告

实验1 Witness仿真软件认识一、实验目的熟悉Witness 的启动；熟悉Witness2006用户界面；熟悉Witness 建模元素；熟悉Witness 建模与仿真过程。

二、实验内容1、运行witness软件，了解软件界面及组成；2、以一个简单流水线实例进行操作。

小部件（widget）要经过称重、冲洗、加工和检测等操作。

执行完每一步操作后小部件通过充当运输工具和缓存器的传送带（conveyer）传送至下一个操作单元。

小部件在经过最后一道工序“检测”以后，脱离本模型系统。

三、实验步骤仿真实例操作:模型元素说明：widget 为加工的小部件名称；weigh、wash、produce、inspect 为四种加工机器，每种机器只有一台；C1、C2、C3 为三条输送链；ship 是系统提供的特殊区域，表示本仿真系统之外的某个地方；操作步骤：1：将所需元素布置在界面：2：更改各元素名称：如;3:编辑各个元素的输入输出规则：4:运行一周（5 天*8 小时*60 分钟=2400 分钟），得到统计结果。

5:仿真结果及分析：Widget：各机器工作状态统计表：分析：第一台机器效率最高位100%，第二台机器效率次之为79%，第三台和第四台机器效率低下，且空闲时间较多，可考虑加快传送带C2、C3的传送速度以及提高第二台机器的工作效率，以此来提高第三台和第四台机器的工作效率。

6：实验小结：通过本次实验，我对Witness的操作界面及基本操作有了一个初步的掌握，同学会了对于一个简单的流水线生产线进行建模仿真，总体而言，实验非常成功。

实验2 单品种流水线生产计划设计一、实验目的1.理解系统元素route的用法。

2.了解优化器optimization的用法。

3.了解单品种流水线生产计划的设计。

4.找出高生产效率、低临时库存的方案。

二、实验内容某一个车间有5台不同机器，加工一种产品。

该种产品都要求完成7道工序，而每道工序必须在指定的机器上按照事先规定好的工艺顺序进行。

东北林业大学系统建模与仿真实验指导书

《系统建模与仿真实验设计与指导》机电工程学院电气工程及自动化实验室2013年3月目录基础实验（一）控制系统建模及稳定性分析基础实验（二）控制系统的数字仿真基础实验（三）控制系统的时域分析基础实验（四）控制系统的频域分析综合实验（五）控制系统的设计实验说明：通过本课程的实验教学，学生应熟练掌握MATLAB语言的程序设计与使用。

掌握MATLAB软件实现控制系统数学模型的建立、变换和稳定性分析；控制系统的数字仿真；控制系统的时域、频域分析；控制系统设计。

通过实验对所学的专业理论知识有更深入的理解和认识，从而具备解决自动化及相关专业领域中实际系统分析、设计与综合等问题的能力。

实验报告要求给出具体的MATLAB程序和简要的实验总结。

控制系统建模及稳定性分析一、实验目的1. 掌握Matlab 中系统模型描述相关命令函数及使用；2. 掌握系统模型变换；3. 掌握Matlab 中不同方法的系统稳定性分析。

二、实验内容1. 系统数学模型建立与转换2. 控制系统稳定性分析三、实验步骤1. 系统数学模型建立 P872. 系统数学模型转换 P993. 控制系统稳定性分析 P170给定SISO 系统输入为“flow”，输出为“Temp”，传递函数为使用MATLAB 表示该传递函数()22321.32 2.5e ()0.5 1.21s s s G s s s s -++=+++ 将状态空间模型转换为传递函数和零极点增益模型。

[]0100001052011100⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥---⎣⎦⎣⎦= x x u y x R ) 已知控制系统结构图如图所示，求取系统的闭环极点，并判别闭环系统的稳定性。

控制系统数字仿真一、实验目的掌握Matlab中典型闭环系统的数字仿真；二、实验内容典型闭环系统的数字仿真MATLAB实现三、实验步骤求如图所示系统的阶跃响应y(t)的数值解。

P135控制系统的时域分析一、实验目的熟悉MATLAB 环境下求取控制系统时间响应，计算性能指标量，分析系统的动态和稳态性能。

MATLAB与系统仿真实验手册

MATLAB与控制系统仿真实验指导书河北大学电子信息工程学院2006年9月目录实验一MATLAB基本操作与基本运算 (1)实验二M文件及数值积分仿真方法设计 (3)实验三MATLAB的图形绘制 (4)实验四函数文件设计和控制系统模型的描述 (6)实验五控制系统的分析与设计 (7)实验六连续系统离散化仿真方法设计 (8)实验七SIMULINK仿真 (9)实验八SIMULINK应用进阶 (10)附录MATLAB常用函数 (12)实验一MATLAB基本操作与基本运算一、实验目的及要求：1．熟悉MATLAB6.5的开发环境；2．掌握MATLAB6.5的一些常用命令；3．掌握矩阵、变量、表达式的输入方法及各种基本运算。

二、实验内容：1.熟悉MATLAB6的开发环境：①MATLAB的各种窗口：命令窗口、命令历史窗口、启动平台窗口、工作空间窗口、当前路径窗口。

图1MATLAB界面窗口②路径的设置：建立自己的文件夹，加入到MATLAB路径中，并保存。

设置当前路径，以方便文件管理。

③改变命令窗口数据的显示格式>>format short>>format long然后键入特殊变量：pi （圆周率），比较显示结果。

2.掌握MATLAB 常用命令>>who %列出工作空间中变量>>whos %列出工作空间中变量，同时包括变量详细信息>>save test %将工作空间中变量存储到test.mat 文件中>>load test %从test.mat 文件中读取变量到工作空间中>>clear %清除工作空间中变量>>help 函数名%对所选函数的功能、调用格式及相关函数给出说明>>lookfor %查找具有某种功能的函数但却不知道该函数的准确名称如：lookfor Lyapunov 可列出与Lyapunov 有关的所有函数。

MATLAB与系统仿真实验指导书

实验指导书（标准格式）《MATLAB与系统仿真》实验指导书课程编号：ME2121025课程名称：MATLAB与系统仿真适应专业：电气工程及其自动化课程类别：限选实验教学种类：上机课程总学时：30＋6实验学时：6执笔人：勾燕洁西安电子科技大学机电工程学院2006 年9 月目录实验一MA TLAB的基本使用及矩阵操作------------------- 3 实验二MA TLAB编程与图形处理---------------------------- 9 实验三MA TLAB中的数值运算与系统仿真---------------- 15实验一MA TLAB的基本使用及矩阵操作一、实验目的和要求熟悉MA TLAB的界面和基本操作，掌握矩阵的建立方法及各种运算。

1．熟悉MA TLAB软件的界面和帮助系统。

2．掌握MA TLAB软件中关于矩阵建立、矩阵初等变换以及矩阵算术、关系、逻辑运算的各种命令。

3．掌握MA TLAB软件中M函数和M文件的编写，以及程序结构与控制，学会编写一般程序。

二、实验内容1．启动与退出2．数、数组、矩阵的输入3．MA TLAB的基本命令4．矩阵大小的测试5．矩阵元素的操作6．特殊矩阵的产生7．矩阵的算术运算8．矩阵的关系运算9．矩阵的逻辑运算10．常用函数三、实验仪器、设备（软、硬件）及仪器使用说明PC机一台，注意正确开、关机及打开软件。

四、实验原理无五、实验方法与步骤1．启动与退出双击MA TLAB图标，进入MA TLAB命令窗口，即可输入命令，开始运算；观察各个窗口以及菜单；单击File菜单中的Exit，或使用MATLAB的Exit命令退出。

2．数、数组、矩阵的输入（1）数的输入>>a=25>>b=3-9i问题1.1：输入“>>a=25;”，结果有什么区别？（2）数组的输入>>c=[1,2,3,4;5,6,7,8]>>d=0:1:10>>e=linspace(1,11,6)问题1.2：体会以上输入方法有什么区别和联系？若A为在0～2 之间均匀分布的22个数据，B=(1.3,2.5,7.6,2,-3)，C=(23,20,17,14,11,8,5,2)，各用何种方法输入较简单？（3）矩阵的输入>>A=[1,2,3;4,5,6;7,8,9]问题1.3：输入“A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]”，结果相同吗？MA TLAB中对变量名有什么规定？3．MA TLAB的基本命令（1）变量的存储与调用>>save data a b c>>load data（2）MA TLAB命令编辑使用↑键和↓键查看或执行以前执行过的命令（3）显示格式设定>>d=1223.58>>format short e>>d>>format rat>>d（4）工作空间管理>>who a b>>whos>>workspace>>path>>clear %注意工作空间的变化（5）窗口清屏命令>>clc问题1.4：执行命令“clc”和“clear”结果有何不同？（6）联机求助>>help eig>>demo4．矩阵大小的测试（1）>>f=length(A)（2）>>[n,m]=size(A)（3）>>g=nidms(A)问题1.5：以上三个命令有什么区别？5．矩阵元素的操作>>A (1,:)>>A ([1,3],:)>>A (2:3,1:2)问题1.6：输入“A (2,3)”，结果任何，输入“A (6)”，结果相同吗？>>A ([1,3],:)=A ([3,1],:)>>A (2,:)=4>>A (find(A==4))=0>>A (3,:)=[]>>reshape (A,3,2)问题1.7：如何将A的第2列和第3列互换？输入“reshape (2,4)”能否得到正确结果？>>A (4,5)=2>>[A(1:3,2:4),A(2:4,1:3);A,A(:,2)]>>diag(A,1)>>tril(A,2)>>triu(A,2)>>flipud(A)>>fliplr(A)>>rot90(A)问题1.8：输入“rot90(A,2)”和“rot90(A,-2)”结果有区别吗？6．特殊矩阵的产生>>B=eye(5)>>C=ones(2,3)>>D=zeros(3,2)>>E=rand(2,5)>>randn(3,4)>>vander([2 3 9])问题1.9：产生一个在[10,20]内均匀分布的4阶随机矩阵。

计算机建模与仿真-实验指导书-2013

《计算机建模与仿真》实验指导书金陵科技学院机电工程学院电气系2013年3月实验一、MATLAB 的基本语法一、实验目的和要求1熟悉数组和矩阵的运算； 2熟悉二维图的绘制。

二、实验仪器和设备计算机一台三、实验过程记录下面习题的程序和运行后的结果。

1、计算⎥⎦⎤⎢⎣⎡=572396a 与⎥⎦⎤⎢⎣⎡=864142b 的数组乘积。

>> a=[6 9 3;2 7 5];b=[2 4 1;4 6 8];>> a.*b ans =12 36 3 8 42 402、对于B AX =，如果⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=753467294A ，⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=282637B ，求解X 。

>> A=[4 9 2;7 6 4;3 5 7];B=[37;26;28];>> A\B ans =-0.5118 4.04271.33183、已知：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=987654321a ，分别计算a 的数组平方和矩阵平方，并观察其结果。

>> a=[1 2 3;4 5 6;7 8 9];>> a.^2 ans =16 25 36 49 64 81 >> a^2 ans =30 36 42 66 81 96 102 126 1504、角度[]604530=x ，求x 的正弦、余弦、正切和余切。

>> x=[30 45 60]; >> y=x/180*pi y =0.5236 0.7854 1.0472 >> sin(y) ans =0.5000 0.7071 0.8660 >> cos(y) ans =0.8660 0.7071 0.5000 >> tan(y) ans =0.5774 1.0000 1.7321 >> cot(y) ans =1.7321 1.0000 0.57745、将矩阵⎥⎦⎤⎢⎣⎡=7524a 、⎥⎦⎤⎢⎣⎡=3817b 和⎥⎦⎤⎢⎣⎡=2695c 组合成两个新矩阵：（1）组合成一个4⨯3的矩阵，第一列为按列顺序排列的a 矩阵元素，第二列为按列顺序排列的b 矩阵元素，第三列为按列顺序排列的c 矩阵元素，即⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡237912685574（1）>> a=[4 2;5 7];b=[7 1;8 3];c=[5 9;6 2]; >> d=[a(:) b(:) c(:)] d =4 75 5 86 2 1 9（2）按照a 、b 、c 的列顺序组合成一个行矢量，即[]296531877254 （2）>> e=[a(:);b(:);c(:)]' e =4 5 2 7 7 8 1 3 5 6 9 26、解方程组⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡66136221143092x 。

系统建模实验指导书

辽东学院自编教材《系统建模》实验指导书高素春编学院：信息工程学院姓名：学号：信息技术学院2016年9月目录实验一 UML的静态建模机制 (1)实验二 UML的动态建模机制 .................................... .6实验一 UML的静态建模机制实验类型：验证实验课时： 4 指导教师：王昕时间：201 6 年 11 月 20 日课次：第节教学周次：第___周实验分室：实验台号：实验员：李贺一、实验目的1.设计并绘制用例图2.设计并绘制类图3.设计并绘制包图4.设计并绘制构件图5.设计并绘制部署图二、实验内容和要求为了加深对用例图、类图、对象图、包图、构件图、部署图的理解，通过一个实际的系统来说明各个图的创建过程。

以比较常见的图书管理系统为例说明如何绘制实际应用系统中的各个图。

1.用例图确定系统涉及的内容；确定系统参与者；确定系统用例。

使用Rational Rose2003来绘制用例图：（1）读者请求服务的用例图读者有查询图书用例，借阅图书用例，归还图书用例，查询借阅信息用例，预订图书用例。

如果要查询借阅信息和预订图书，读者要先登录系统，需要添加一个登录系统用例。

归还图书时，如果超出了规定时间，还要交纳罚金，需要再添加一个交纳罚金用例。

（2）图书管理员的用例图图书管理员有图书借阅处理用例，图书归还处理用例。

在图书借阅处理时，需要检查用户的合法性，如果不合法，不允许借阅书籍；如果之前该图书已经被该借阅者预定，需要删除该图书的预订信息。

在图书归还处理时，要检查图书是否过期，如果过期，还要收取罚金，需要再添加一个收取罚金用例。

（3）系统管理员进行系统维护的用例图系统管理员有添加书目用例，更新或删除书目用例，添加书籍用例，更新或删除书籍用例，添加读者用例，更新或删除读者用例，查询读者信息用例，查询书籍信息用例。

2.静态视图静态视图包括类图、对象图和包图。

建立系统的静态视图的过程是对系统领域问题及其解决方案的分析和设计的过程。

实验1 运用MATLABSimulink进行系统仿真实验(指导书)

实验一、运用MATLAB/Simulink进行系统仿真实验一、实验目的机电一体化系统建模是进行机电一体化系统分析与设计的基础，通过对系统的简化分析建立描述系统的数学模型，进而研究系统的稳态特性和动态特性，为机电一体化系统的物理实现和后续的系统调试工作提供数据支持，而仿真研究是进行系统分析和设计的有利方法。

本实验目的在于通过实验使同学对机电一体化系统建模方法和仿真方法有初步的了解，初步掌握在MATLAB/ SIMULINK环境下对机电一体化系统数学模型进行仿真的方法。

（1）掌握机电一体化系统数学建模的基本方法；（2）掌握对机电一体化系统进行数学仿真的基本方法和步骤；（3）在初步掌握在MATLAB/ SIMULINK环境下对机电一体化系统数学模型进行仿真的方法。

二、实验设备（1）计算机（2）MATLAB/ SIMULINK软件三、实验原理（一）建立数学模型就是（以一定的理论为依据）把系统的行为概括为数学的函数关系，包括以下内容：1）确定模型的结构，建立系统的约束条件，确定系统的实体、属性与活动。

2）测取有关的模型数据。

3）运用适当理论建立系统的数学描述，即数学模型。

4）检验所建立的数学模型的准确性。

机电一体化系统数学模型的建立是否得当，将直接影响以此为依据的仿真分析与设计的准确性、可靠性，因此必须予以充分重视，以采用合理的方式、方法。

（二）机电一体化系统的计算机数字仿真实现：1）根据已建立的数学模型和精度、计算时间等要求，确定所采用的数值计算方法。

2）将原模型按照算法要求通过分解、综合、等效变换等方法转换为适于在数字计算机上运行的公式、方程等。

3）用适当的软件语言将其描述为数字计算机可接受的软件程序，即编程实现。

4）通过在数字计算机上运行，加以校核，使之正确反映系统各变量动态性能，得到可靠的仿真结果。

（三）．凑试法确定PID调节参数凑试法是通过模拟或闭环运行（如果允许的话）观察系统的响应曲线（例如阶跃响应），然后根据各调节参数对系统响应的大致影响，反复凑试参数，以达到满意的响应，从而确定PID调节参数。

仿真技术实验指导书

《仿真技术》实验指导书实验一连续系统的数字仿真一、实验目的1．熟悉Matlab 中m 文件的编写； 2．掌握龙格－库塔法的基本原理。

二、实验设备计算机、MATLAB 软件三、实验内容假设单变量系统如图所示。

试根据四阶龙格－库塔法，求系统输出y 的动态响应。

1．首先把原系统转化为状态空间表达式：⎪⎩⎪⎨⎧=+=∙CXy buAX X ，根据四阶龙格－库塔公式，可得到： ⎪⎩⎪⎨⎧=++++=+++1143211)22(6k k k k CX y K K K K h X X （1）其中： ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧+++=+++=+++=+=)()()2()2()2()2()(3423121h t bu hK X A K ht bu K h X A K h t bu K h X A K t bu AX K k k k k k k k k （2）根据（1）、（2）式编写仿真程序。

2．在Simulink 环境下重新对上述系统进行仿真，并和1中结果进行比较。

四、实验结果及分析要求给出系统输出响应曲线，并分析计算步长对龙格－库塔法的影响。

五、思考题1．试说明四阶龙格－库塔法与计算步长关系，它与欧拉法有何区别。

实验二面向结构图的仿真一、实验目的1．掌握连接矩阵及系统状态方程的确定方法； 2．掌握面向结构图的仿真方法。

二、实验设备计算机、MATLAB 软件三、实验内容仿真基本步骤：1．给定输入信号，确定典型环节及环节参数；2．确定连接矩阵；3．输入仿真时间和计算步长；4．求H,H-1和Q阵，确定A、B阵；5．根据龙格－库塔法求状态方程的解；6．根据1～5编写仿真程序。

四、实验结果及分析五、思考题1．典型环节的确定必须满足什么条件？实验三连续系统的快速仿真一、实验目的1．熟悉增广矩阵的构建方法；2．掌握连续系统的快速仿真基本原理。

二、实验设备计算机、MATLAB软件三、实验内容假设某系统结构图如下，要求采用快速仿真方法求系统输出响应。

系统仿真课程实验指导书

控制系统数字仿真与CAD ——“双闭环控制直流电动机调速系统”数字仿真实验实验指导书主讲：刘光亚一、实验目的1. 熟悉Matlab/Simulink 仿真环境；2. 掌握Simulink 图形化建模方法；3. 验证 “直流电动机转速/电流双闭环PID 控制方案”的有效性。

二、实验内容1. “双闭环直流电动机调速系统”的建模2. 电流环／调节器设计3. 电流环动态跟随性能仿真实验4. 转速环／调节器设计5. 转速环动态抗扰性能仿真实验6. 系统动态性能分析（给出仿真实验结果与理论分析结果的对比／分析／结论）三、实验步骤1、系统建模A ．控制对象的建模建立线性系统动态数学模型的基本步骤如下：（1）根据系统中各环节的物理定律，列写描述该环节动态过程的微分方程；（2）求出各环节的传递函数；（3）组成系统的动态结构图并求出系统的传递函数。

下面分别建立双闭环调速系统各环节的微分方程和传递函数。

B ．额定励磁下的直流电动机的动态数学模型图1给出了额定励磁下他励直流电机的等效电路，其中电枢回路电阻R 和电感L 包含整流装置内阻和平波电抗器电阻与电感在内，规定的正方向如图所示。

图1 直流电动机等效电路由图1可列出微分方程如下：0d d d dI U RI L E dt=++ （主电路，假定电流连续） e E C n = （额定励磁下的感应电动势）2375e L GD dn T T dt-=⋅ （牛顿动力学定律，忽略粘性摩擦） e m d T C I = （额定励磁下的电磁转矩）定义下列时间常数：l L T R=——电枢回路电磁时间常数，单位为s ； 2375m e mGD R T C C =——电力拖动系统机电时间常数，单位为s ；代入微分方程，并整理后得：式中，/dL L m I T C =——负载电流。

在零初始条件下，取等式两侧得拉氏变换，得电压与电流间的传递函数0()1/()()1d d l I s R U s E s T s =-+ （1）电流与电动势间的传递函数为()()()d dL m E s R I s I s T s =- （2）a) b)c)图2 额定励磁下直流电动机的动态结构图a) 式（1）的结构图 b)式（2）的结构图c)整个直流电动机的动态结构图C ．晶闸管触发和整流装置的动态数学模型在分析系统时我们往往把它们当作一个环节来看待。

建模与仿真基础实验指导书g

交通与汽车工程学院《建模与仿真基础》实验指导书适用专业:车辆工程、汽车服务工程课程代码: 6015879学时: 8 学分:编写单位:交通与汽车工程学院编写人:向阳何灼馀审核人:唐岚审批人:孙仁云目录实验一MATLAB基本操作及编程基础 (2)实验二Simulink建模与仿真基础（一） (14)实验三Simulink建模与仿真基础（二）.................................................................................................... - 1 - 实验四Simulink建模与仿真基础（三）.................................................................................................... - 17 - 实验报告格式及要求..................................................................................................................................... - 19 -主要参考文献................................................................................................................................................. - 19 -实验一 matlab程序设计基础一实验目的1.熟悉MATLAB语言编程环境；2.掌握建立矩阵的方法；3.掌握建立和执行M文件的方法；4.掌握函数文件的创建和运行。

5.掌握实现选择结构的方法；6.掌握实现循环结构的方法。

《建模与仿真》课程实验指导书-中文-plantsimulation

《建模及仿真》实验指导书使用Plant Simulation建模王晓芳2012年4月目录实验一基本仿真模型的建立 (3)一.实验目的 (3)二. 实验内容 (3)1. “Fantastic Dan”理发店模型 (3)2. 离散型流水作业线系统仿真 (3)3. 自动分拣系统仿真 (5)实验一基本仿真模型的建立一.实验目的1. 学习离散事件系统仿真模型建立的基本方法与过程；2. 掌握Plant Simulation软件的基本建模功能；3. 建立简单服务系统和生产系统的运作模型。

二. 实验内容1.“Fantastic Dan”理发店模型顾客到邻近的Fantastic Dan 理发店理发。

顾客到达的间隔时间服从指数分布，平均到达时间为10分钟。

Dan（理发师）对每个顾客的服务需要8到10分钟（包括开始的问候和理发之后的付款），服从统一分布（平均值为9分钟，宽度的一半为1分钟）。

建立并运行此模型一天（480分钟）。

回答如下问题：a.每天Dan能为多少顾客服务？b.平均有多少顾客在等待理发？最大数量是多少？c.顾客的平均等待时间是多少？d.Barber Dan的利用率为多少？要求：重点掌握基本建模元素、到达分布、查看仿真结果，并考察到达间隔时间与服务时间的对系统性能的影响。

2.离散型流水作业线系统仿真1)实验目的熟悉Plant Simulation建模步骤和方法；学习查看Plant Simulation的仿真结果。

通过实际建立仿真模型深刻认识系统仿真的基本概念。

2)实验内容系统描述与系统参数有如图1所示的一个流水加工生产线，不考虑其流程间的空间运输，对其各道工序流程进行建模。

图1 离散流水作业线平面布置该加工系统的流程与相关参数如下：（1）两种工件A 、B ，分别以正态分布（10,2）和均匀分布（20，10）min 的时间间隔进入系统，首先进入队列Q_in ；（2）两种工件均由同一个操作工人进行检验，每件检验用时2min ；（3）不合格的工件废弃，离开系统；合格的送往后续加工工序，合格率为95%；（4）工件A 送往机器M1加工，如需等待，则在Q_m1队列中等待；B 送往机器M2加工，如需等待，则在Q_m2队列中等待；（5） A 在机器M1上加工时间为均匀分布（5,1）min ；B 在机器M2上的加工时间为正态分布（8,1）min ；（6）一个A 和一个B 在机器Massm 上装配成Product ，需时为正态分布（5,1）min ，然后离开系统；（7）如装配机器忙则A 在队列Q_out1中等待；B 在队列Q_out2中等待；实验要求建立上述流水作业线仿真模型。

系统建模与仿真实验报告_冉陈键

实验 4：求
( s 2 2)( s 4)( s 1) 的商及余式。 s3 s 1
实验结果：
3
黑龙江大学电子工程学院《系统建模与仿真实验》指导书
《系统建模与仿真》实验报告二
报告人：实验题目：符号计算实验目的：
1) 2) 3) 掌握反函数的运算、合并同类项、符号表达式的简化；掌握替换求值、符号的微分、积分、泰勒展式、留数；掌握 Laplace 变换及其逆变换。
s s s 6.5 U1 ( s ) 6.5 U 2 ( s ) s 2 s 6.5
2
的 Simulink 结构图，并进行仿真（输入均为单位阶跃函数）。
7
黑龙江大学电子工程学院《系统建模与仿真实验》指导书
绘制系统的单位阶跃响应和单位脉冲响应。实验习题 3：已知系统的开环传递函数为 G ( s ) 和奈奎斯特图 5( s 2 5s 6) 实验习题 4：已知系统的传递函数为 G ( s ) 6 ，试判 s 2s 5 8s 4 12 s 3 20s 2 16s 16 断系统的稳定性。
B A. ^ 2 C A^2
4 2 0 2 4 实验 2：找出数组 A 中所有绝对值大于 3 的元素，并在 A 中将其 3 1 1 3 5 换成 0。实验 3：建立方阵A 1 2 3 2 2 3 9 7 5 1）计算其行列式和逆矩阵； 2）计算其特征值和特征向量。
《系统建模与仿真》实验报告六
报告人：实验题目：实验目的：
用 Matlab 作图 Bernoulli―Gaussian 白噪声、对一阶自回归模型、状态空间模型分别绘图。
专业: 模型建立
学号：

仿真实验方案指导书

第四章实验项目介绍实验一电力系统有功功率分布及分析一、实验简介本实验采用仿真教学实验系统中的九节点电网模型来进行，该模型有三台发电机与三台双卷变压器各自形成单元接线，高压侧电压220kV ，六条220kV 线路彼此连接形成环网。

本实验内容与课程“电力系统稳态分析”第三章“简单电力网络的计算与分析”中第一节的内容、第四章“复杂电力系统潮流的计算机算法”第三节及第四节的部分内容相关，通过本实验，让学生了解电力系统潮流分布中有功功率P 的一些特点。

二、实验目的首先通过本实验让学生认识及学会应用本仿真教学实验系统，学会对相关电力元件进行简单操作；学会观察电力系统的潮流分布状况，并记住某些元件(节点)的具体潮流值；本实验主要内容是让学生认识电力系统潮流中有功功率P 的分布特点，通过实验操作了解影响有功功率P 分布的因素。

三、实验原理图1所示为一条线路的等值电路图。

假设ij P 和ij Q 为线路ij 的有功及无功潮流，两端节点电压分别为i U 和j U ，其它参数如图所示。

则有假设1==j i U U , sin ij ij θθ=, cos 1=ij θ,0=ij r 上式可以简化为式中ij x 是线路电抗。

四、实验内容1．记录全网各节点电压的幅值及其相角；观察并记录有功P 方向；2．依据实验要求，按照实验步骤调节发电机的有功功率P 值并记录下变化后的节点电压的幅值及其相角值；观察并记录操作后的有功P 方向；3．重复以上实验操作步骤，调节负荷的有功功率P 值并记录下变化后的节点电压的()ij ij ij ij j i ij i ij b g V V g V P θθsin cos 2+-=ijj i j i ij ij x b p /)()(`θθθθ-=--=图1 线路等值电路图图1 线路等值电路图幅值及其相角值；观察并记录操作后的有功P 方向；4．分别对上述两个步骤的实验数据进行对比分析，观察有功P 对各个电气量影响的不同，并按要求作图予以分析说明；5．对比(2)、(3)步骤的实验数据结果，并根据(4)所作的图示予以分析说明； 6．最后对所做实验及其数据结果，结合课本的相关知识点做实验总结，并回答文后问题。

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