《工程系统建模》实验报告.

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系统工程实验报告

系统工程实验报告标题：基于系统工程的XX系统设计与实现摘要：本实验利用系统工程方法，结合需求分析、需求建模、系统架构设计等，设计并实现了一款XX系统。

该系统具有XX功能，并采用XX技术进行实现，实验结果表明：该系统能够满足实际使用场景需求。

1、实验背景随着社会的发展，人工智能、大数据等技术的普及，越来越多的系统需要通过系统工程方法进行设计和实现。

本实验旨在通过系统工程方法，设计并实现一款XX系统，满足实际使用场景需求。

2、实验目的1）了解系统工程方法的原理及应用；2）掌握系统需求建模技术，包括用例图、时序图、活动图等；3）掌握系统架构设计方法，包括系统框架、组件、接口等；4）实现一款系统，并验证其满足实际使用场景的需求。

3、实验任务（1）需求分析通过与用户沟通，了解用户需求，并将需求分析成可执行的任务；（2）需求建模为了更好的了解用户需求，绘制用例图、时序图和活动图等模型，并对其进行精细化描述；（3）系统架构设计根据需求分析和需求建模，设计系统架构，并定义系统框架、组件、接口等；（4）系统实现按照系统架构设计，采用XX技术实现系统功能，实现中需要关注系统的可用性、可靠性、安全性等方面；（5）系统测试通过系统测试，验证设计方案是否能够满足用户需求。

4、实验步骤1）需求分析通过与用户进行交流，了解用户需求，分析需求，将需求分解成可执行任务。

2）需求建模利用用例图、时序图、活动图等建模技术，对需求进行详细描述，以便于更好的理解需求。

3）系统架构设计根据需求分析和需求建模，设计系统架构，定义系统框架、组件、接口等。

4）系统实现按照系统架构设计，采用XX技术实现系统功能。

5）系统测试对实现的系统进行测试，验证设计方案是否能够满足用户需求。

5、实验结果1）需求分析通过与用户进行交流，明确了系统的功能需求，将其分解成可执行任务，包括用户注册、登录、浏览商品、下单、付款等。

2）需求建模通过用例图、时序图、活动图等建模技术，对需求进行了详细描述，使得需求更加清晰可见。

系统建模实验报告

连接仅用于中心端口之间的连接即连接连接仅用于中心端口之间的连接即连接连接仅用于中心端口之间的连接即连接taskexecutertaskexecutertaskexecuter和和和fixedresourcefixedresourcefixedresource连接用连接用连接用ww取消取消取消按下键的同时用鼠标从一个对象拖拉到另一个对象上以连键的同时用鼠标从一个对象拖拉到另一个对象上以连键的同时用鼠标从一个对象拖拉到另一个对象上以连接二者接二者接二者
d=[3,5,3,7,6,11];
e=[20,20];
f1=0;
for i=1:6
S(i)=sqrt((x(13)-a(i))^2+(x(14)-b(i))^2;
f1=s(i)*x(i)+q1;
end
q2=0;
for i=7:12
s(i)=sqrt((x(15)-a(i-6))^2+(x(16)-b(i-6))^2);
对象（Objects），Flexsim采用对象对实际过程中的各元素建模；
连接（Connections），Flexsim中通过对象之间的连接定义模型的流程；
方法（Methods），对象中的方法定义了模型中各对象所需要完成的作业。
1、选择所需要的对象
2、把选好的对象连接起来：
“s”连接
按下“s”键的同时用鼠标从一个ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ象拖拉到另一个对象上以连接二者；
-0.0000 -0.0000
Columns 9 through 16
-0.0000 -0.0000 4.0000 11.0000 5.7500 5.0000
7.2500 7.7500
i
1
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UML系统建模实验报告--

《UML系统建模与分析设计》
实验报告
软件工程三班
指导教师: 刘恒
课题名称: 电子商城
后
台订单管理
第一章系统需求分析
1.系统需求分析
随着信息产业的迅速发展和互联网的迅速普及,电子商务已经进入了告诉发展的时代,国内也有很多成功的案例,人们现在更需要的是足不出户就可以购买产品,所以,我们需要一个便捷的,交互性强的在线购物网站,在电子商城这个系统中,用户可以与商家直接进行交易,用户可以注册账户,管理个人信息,用户也可以查看个人信息,查看历史购买记录,最后确认在线支付或者货到付款,从而完成购物.
2.各模块需求分析前台模块:
●商品支付：实现多种支付方式，并且完成支付。

第二章系统整体功能概述
电子商城功能图
电子商城
前台用户系统
后台管理系统
注册登录
后台用户管理后台商品管理
第三章UML 系统建模
一.静态建模
1.1用例图
前台用户用例图
:
购买商品商品支付
个人信息管理
1.2活动图
1.2.1前台用户活动图
购物车管理活动图:
1.3类图
系统类图：
二.动态建模
2.1状态图
2.1.1前台状态图
付款方式状态图
2.2协作图
用户注册协作图
用户登陆协作图
查看商品协作图
付款协作图
三.系统组件图
四.系统部署图。

《工程系统建模》实验报告

《工程系统建模与仿真》实验报告姓名XXXXXXX学号XXXXXXX班级XXXXXXX专业XXXXXXX报告提交日期XXXXXXX实验一扭摆法测定物体的转动惯量一、实验名称扭摆法测定物体的转动惯量二、同组成员学号姓名 XXXXXX XXX XXXXXX XXX XXXXXX XXX XXXXXX XXX XXXXXX XXX XXXXXX XXX XXXXXX XXX XXXXXX XXX XXXXXX XXX三、实验器材1) 转动惯量测试仪 2) 数字式电子台秤 3) 游标卡尺4) 扭摆及几种有规则的待测转动惯量的物体：金属载物圆盘、塑料圆柱体、木球、验证转动惯量平行轴定理用的金属细杆，杆上有两块可以自由移动的金属滑块。

四、实验原理转动惯量的测量，一般都是使刚体以一定形式运动，通过表征这种运动特征的物理量与转动惯量的关系，进行转换测量。

本实验使物体作扭转摆动，由于摆动周期及其它参数的测定计算出物体的转动惯量。

扭摆的构造如图 1-1所示，在垂直轴1上装有一根薄片状的螺旋弹簧2，用以产生恢复力矩。

在轴的上方可以装上各种待测物体。

垂直轴与支座间装有轴承，以降低摩擦力矩。

3为水平仪，用来调整系统平衡。

将物体在水平面内转过一定角度θ后，在弹簧的恢复力矩作用下物体就开始绕垂直轴作周期往返扭转运动。

根据虎克定律，弹簧受扭转而产生的恢复力矩M 与所转过的角度θ成正比，即：M=-Kθ (1) 上式中，K 为弹簧的扭转常数。

由转动定律M ＝Iβ得：β=M /I (2) 令ω2=K /I ，忽略轴承的摩擦阻力矩，由式(1)、(2)得：222d Kdt Iθβθωθ==-=-图 1-1上述方程表示扭摆运动具有角简谐振动的特性，角加速度与角位移成正比，且方向相反。

此方程的解为：θ=Acos (ωt +ϕ)。

式中，A 为谐振动的角振幅，φ为初相位角，ω为角速度，此谐振动的周期为：22T π== (3) 由式（3）可知，只要实验测得物体扭摆的摆动周期，并在I 和K 中任何一个量已知时即可计算出另一个量。

系统工程实验报告_2

1.实验目的1.1 掌握一些基本的工程案例构建系统模型的方法, 训练系统建模的基本技能, 提高建模水平, 进一步熟悉EXCEL。

2.实验设备、仪器及材料计算机, EXCEL, WORD。

3.实验内容3.1 一般实验西华大学为提高教学水平, 构建了教师教学质量评价系统, 由上课学生对授课教师作出评价。

其评价指标主要有12项:1.老师对教学很有热情 2、老师的表达很清楚3.老师乐意与我们交流 4、老师鼓励我们独立思考5.老师对讲授内容及相关领域熟悉 6、这门课教学组织好7、老师对布置的任务给予必要的反馈 8、我基本掌握本课程的内容9、我分析和解决问题的能力得到提高 10、总的说来, 我对这门课程的教学感到满意11.课程选用的教材很合适 12、教师对教材的整体把握很恰当相关专家运用两两比较方法, 对评价指标两两比较的结果如表1所示。

表1 评价指标判断矩阵A＝U1 U2 U3 U4 U5 U6 U7 U8 U9 U10 U11 U12 U1 1 1/5 1/2 1/4 1/10 1/5 2 1/3 1/5 1/5 2 2 U2 5 1 4 2 1/6 1 6 3 1 1 6 6 U3 2 1/4 1 1/3 1/9 1/4 3 1/2 1/4 1/4 3 3 U4 4 1/2 3 1 1/7 1/2 5 2 1/2 1/2 5 5 U5 10 6 9 7 1 6 11 8 6 6 11 11 U6 5 1 4 2 1/6 1 6 3 1 1 6 6 U7 1/2 1/6 1/3 1/5 1/111/6 1 1/4 1/6 1/6 1 1 U8 3 1/3 2 1/2 1/81/3 4 1 1/3 1/3 4 4 U9 5 1 4 2 1/6 1 6 3 1 1 6 6 U10 5 1 4 2 1/6 1 6 3 1 1 6 6 U11 1/2 1/6 1/3 1/5 1/111/6 1 1/4 1/6 1/6 1 1 U12 1/2 1/6 1/3 1/5 1/111/6 1 1/4 1/6 1/6 1 1学生对其指标的评价等级主要有5项:1.优秀； 2、良好； 3、中等； 4、一般； 5、不合格现有一个教学班, 有62为同学, 对授课教师的评价情况见表2。

系统建模与仿真实验报告

系统建模与仿真实验报告系统建模与仿真实验报告1. 引言系统建模与仿真是一种重要的工程方法，可以帮助工程师们更好地理解和预测系统的行为。

本实验旨在通过系统建模与仿真的方法，对某个实际系统进行分析和优化。

2. 实验背景本实验选择了一个电梯系统作为研究对象。

电梯系统是现代建筑中必不可少的设备，其运行效率和安全性对于整个建筑物的使用体验至关重要。

通过系统建模与仿真，我们可以探索电梯系统的运行规律，并提出优化方案。

3. 系统建模为了对电梯系统进行建模，我们首先需要确定系统的各个组成部分及其相互关系。

电梯系统通常由电梯、楼层按钮、控制器等组成。

我们可以将电梯系统抽象为一个状态机模型，其中电梯的状态包括运行、停止、开门、关门等，楼层按钮的状态则表示是否有人按下。

4. 仿真实验在建立了电梯系统的模型之后，我们可以通过仿真实验来模拟系统的运行过程。

通过设定不同的参数和初始条件，我们可以观察到系统在不同情况下的行为。

例如，我们可以模拟电梯在高峰期和低峰期的运行情况，并比较它们的效率差异。

5. 仿真结果分析通过对仿真实验结果的分析，我们可以得出一些有价值的结论。

例如，我们可以观察到电梯在高峰期的运行效率较低，这可能是由于大量乘客同时使用电梯导致的。

为了提高电梯系统的运行效率，我们可以考虑增加电梯的数量或者改变乘客的行为规则。

6. 优化方案基于对仿真结果的分析，我们可以提出一些优化方案来改进电梯系统的性能。

例如，我们可以建议在高峰期增加电梯的数量，以减少乘客等待时间。

另外，我们还可以建议在电梯内设置更多的信息显示，以便乘客更好地了解电梯的运行状态。

7. 结论通过本次实验，我们深入了解了系统建模与仿真的方法，并应用于电梯系统的分析和优化。

系统建模与仿真是一种非常有用的工程方法，可以帮助我们更好地理解和改进各种复杂系统。

在未来的工作中，我们可以进一步研究和优化电梯系统，并将系统建模与仿真应用于更多的实际问题中。

8. 致谢在本次实验中，我们受益于老师和同学们的帮助与支持，在此表示诚挚的感谢。

系统工程实验报告

系统工程实验报告一、实验目的系统工程实验旨在通过实际操作和研究，深入理解系统工程的基本原理和方法，掌握系统分析、设计、优化和评估的关键技术，培养解决复杂系统问题的能力和创新思维。

二、实验背景在当今复杂多变的社会和技术环境中，系统工程作为一门综合性的交叉学科，对于解决各类大型、复杂系统的规划、设计、开发和管理问题具有重要意义。

本次实验以一个具体的系统案例为背景，通过对其进行全面的分析和处理，来实践系统工程的理论和方法。

三、实验内容（一）系统需求分析首先对实验所涉及的系统进行了详细的需求调研。

通过与相关用户和利益相关者的沟通交流，收集了大量的需求信息。

对这些信息进行了整理和分类，明确了系统的功能需求、性能需求、可靠性需求、安全性需求等。

（二）系统建模运用多种建模方法，如结构化建模、面向对象建模等，对系统进行了抽象和表示。

建立了系统的功能模型、数据模型、流程模型等，以便更好地理解系统的结构和行为。

（三）系统设计基于需求分析和建模的结果，进行了系统的总体设计和详细设计。

确定了系统的架构、模块划分、接口设计等。

同时，对系统的数据库、算法、用户界面等进行了详细的设计。

（四）系统实现使用选定的开发工具和技术，将设计方案转化为实际的系统代码。

在实现过程中，严格遵循软件工程的规范和标准，确保代码的质量和可维护性。

（五）系统测试对实现的系统进行了全面的测试，包括功能测试、性能测试、兼容性测试、安全性测试等。

通过测试发现并修复了系统中存在的问题，确保系统满足需求和质量标准。

（六）系统优化根据测试结果和用户反馈，对系统进行了优化和改进。

优化的方面包括算法效率、界面友好性、系统响应速度等，以提高系统的整体性能和用户体验。

四、实验步骤（一）准备阶段1、确定实验题目和目标，明确实验要解决的问题和预期的成果。

2、收集相关的资料和文献，了解系统工程的基本概念、方法和技术。

3、组建实验团队，明确团队成员的分工和职责。

（二）需求分析阶段1、制定需求调研计划，确定调研的对象、方法和内容。

(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。

工程项目管理建模实训报告

一、实训背景随着我国经济的快速发展，建筑行业呈现出蓬勃发展的态势。

工程项目管理作为建筑行业的重要组成部分，其重要性日益凸显。

为了提高我国建筑行业的管理水平，培养高素质的工程项目管理人才，我国高校纷纷开设了工程项目管理专业。

为了使学生在校期间能够更好地掌握工程项目管理的理论知识和实践技能，我们开展了工程项目管理建模实训。

二、实训目的1. 熟悉工程项目管理的基本流程和方法。

2. 掌握工程项目管理软件的使用技巧。

3. 培养学生团队协作、沟通能力和解决问题的能力。

4. 提高学生对工程项目管理的认识，为今后从事相关工作打下坚实基础。

三、实训内容1. 工程项目管理基本流程学习（1）工程项目策划：包括项目可行性研究、项目方案设计、项目招标等。

（2）工程项目设计：包括施工图设计、设计变更等。

（3）工程项目施工：包括施工组织设计、施工进度计划、施工质量控制等。

（4）工程项目验收：包括竣工验收、保修等。

2. 工程项目管理软件学习（1）Project软件：学习项目进度管理、资源管理、成本管理等模块。

（2）Primavera P6软件：学习项目进度管理、资源管理、成本管理等模块。

（3）广联达建筑企业成本管理软件：学习成本管理、合同管理、结算管理等模块。

3. 团队协作与沟通能力培养（1）分组讨论：针对实际问题进行讨论，提出解决方案。

（2）角色扮演：模拟工程项目管理过程中的角色，提高沟通能力。

4. 解决问题能力培养（1）案例分析：分析实际工程项目管理案例，找出问题并提出解决方案。

（2）模拟演练：模拟工程项目管理过程中的问题，提高解决问题的能力。

四、实训过程1. 实训前期准备（1）组建实训团队：根据专业特点，将学生分为若干小组，每组5-6人。

（2）分配任务：明确每个小组成员的职责，确保项目顺利进行。

（3）培训指导：邀请相关专业人士对项目管理软件进行培训，使学生掌握软件使用技巧。

2. 实训过程（1）工程项目策划：各小组根据实训要求，进行项目可行性研究、方案设计等工作。

建模仿真实习报告

一、实习背景随着建筑行业的发展，建筑信息模型（BIM）技术逐渐成为我国建筑行业的重要组成部分。

为了提升我的专业技能，了解BIM技术的实际应用，我参加了为期一个月的建模仿真实习。

本次实习旨在通过实际操作，掌握BIM建模的基本流程，熟悉相关软件的使用，并了解BIM技术在建筑工程中的应用。

二、实习内容1. BIM基础知识学习实习初期，我重点学习了BIM的基本概念、发展历程、应用领域以及在我国的发展现状。

通过学习，我了解到BIM技术是一种以三维数字技术为基础，对建设工程项目的设计、施工和运营全过程进行管理和优化的方法。

BIM技术具有可视化、协同性、模拟性、优化性和可出图性等特点，在建筑行业具有广泛的应用前景。

2. BIM建模软件学习在实习过程中，我主要学习了Autodesk Revit软件，该软件是目前应用最广泛的BIM建模软件之一。

通过学习，我掌握了Revit软件的基本操作，包括界面布局、建模命令、族创建、参数化设计等。

同时，我还学习了如何利用Revit软件进行建筑模型的创建、编辑、修改和渲染。

3. BIM建模实践在实习过程中，我参与了实际项目的BIM建模工作。

首先，我根据项目图纸和设计要求，创建了建筑模型的基本框架；然后，我利用Revit软件的族库和参数化设计功能，对建筑模型进行了细化和完善；最后，我根据项目需求，对建筑模型进行了渲染和出图。

4. BIM协同工作在实习过程中，我了解到BIM技术在协同工作中的应用。

通过Revit软件，我们可以实现多专业之间的协同设计，提高设计效率。

同时，BIM技术还可以应用于施工阶段的进度管理、成本控制和资源调配等方面。

三、实习收获1. 提升了专业技能通过本次实习，我掌握了BIM建模的基本流程和Revit软件的使用方法，为今后的工作打下了坚实的基础。

2. 增强了团队协作能力在实习过程中，我与团队成员共同完成了BIM建模任务，提高了自己的团队协作能力。

3. 了解了BIM技术在建筑行业中的应用通过实际操作，我深刻认识到BIM技术在建筑行业中的重要作用，为今后的职业发展指明了方向。

《系统工程》系统仿真实验报告

《系统工程》系统仿真实验报告实验日期：2018年4月30日——2018年5月1日班级2016级4班姓名学号实验系统仿真名称实验目的：通过实验加深对系统动力学建模和仿真的理解，熟练掌握vensim仿真软件的使用，并能对具体问题进行建模、仿真，且能对软件处理结果进行分析。

实验所用软件及版本：Vensim5.0实验过程：（含基本步骤及异常情况记录等）对教材《系统工程》P112第11题进行仿真分析。

要求先根据题意画出因果关系图及流图，然后仿真得到仿真结果，最后做单因素灵敏度分析。

1.根据教材《系统工程》P112第11题给出的DYNAMO方程如下L S.K=S.J=DT*NS.JKN S=90R NS.KL=SD.K*P.K/(LENGTH-TIME.K)A SD.K=SE-SP.KC SE=2A SP.K=SR.K/P.KA SR.K=SX+S.KC SX=60L P.K=P.J+DT*NP.JKN P=100R NP.KL=I*P.KC I=0.02其中：LENGTH为仿真终止时间、TIME为当前仿真时刻，均为仿真控制变量；S为个体服务网点数(个)、NS为年新增个体服务网点数(个/年)、SD为实际千人均服务网点与期望差(个/千人)、SE为期望的千人均网点数、SP为的千人均网点数(个/千人)、SX为非个体服务网点数(个)、SR为该城市实际拥有的服务网点数(个)、P为城市人口数(千人)、NP为年新增人口数(千人/年)、I为人口的年自然增长率。

2.根据题意画出因果关系图3.根据因果关系图运用vensim仿真软件画出相应的SD流（程）图，如下4.输出仿真示意图5.去掉影子变量（LENGTH和TIME）的仿真数据以及仿真示意图6．灵敏度分析结果下面是将人口的年自然增长率（I）由原来的0.02变为-0.25的灵敏度分析结果实验结果报告与实验总结：实验结果：本模型中存在两个速率变量，分别是年新增人口数（NP）和年新增个体服务网点数（NS），两个水准变量，分别是城市人口数（P）和个体服务网点数（S）。

工程施工系统实验报告

工程施工系统实验报告一、实验目的本次实验的目的是通过仿真工具，研究工程施工系统的运作情况，了解其运行机制，分析其效率和优化方案。

通过实验，我们可以更好地理解工程施工系统的工作原理，为实践工作中的施工管理提供参考。

二、实验原理工程施工系统是一个复杂的系统，包括诸多要素，如人员、设备、物资等，它们之间相互作用，共同完成施工任务。

在实验中，我们通过仿真软件对这些要素进行建模，模拟不同情况下系统的运行情况，并通过数据分析和统计得出结论。

三、实验环境本次实验我们采用了Arena仿真软件进行建模和模拟。

Arena是一款领先的离散事件仿真软件，具有丰富的建模功能和直观的仿真界面，适用于各种复杂系统的建模与模拟。

四、实验内容1. 系统建模：首先，我们需要对工程施工系统进行建模，确定系统的要素和相互关系。

在建模过程中，我们需要考虑人员、设备、物资等要素的数量、位置、运行时间等因素，以及它们之间的互动关系。

2. 系统设计：根据建模结果，我们设计不同的施工方案，并进行仿真运行。

通过仿真数据的分析，我们可以评估不同方案的优劣，找出最优方案并优化系统。

3. 数据分析：通过仿真运行得到的数据，我们可以对系统的效率、资源利用率等进行分析，找出系统存在的瓶颈和优化空间。

4. 结果展示：最后，我们将实验结果进行图表展示，分析和讨论系统的运作情况、优化方案等，为实际工程施工提供参考。

五、实验步骤1. 系统建模：根据实际情况，确定工程施工系统的要素和关系，进行系统建模。

2. 系统设计：设计不同的施工方案，进行仿真运行。

3. 数据分析：对仿真数据进行分析，找出系统存在的问题和优化空间。

4. 结果展示：将分析结果进行展示，得出结论。

六、实验结果经过多次仿真运行和数据分析，我们得出以下结论：1. 在工程施工系统中，人员的效率对系统运行有重要影响，合理分配人员资源可以提高系统效率。

2. 设备的运行时间和维护情况直接影响系统的生产能力，需要及时维护和管理设备。

《系统工程》系统仿真实验报告

实验所用软件及版本：Vensim5.0实验过程：（含基本步骤及异常情况记录等）对教材《系统工程》P112第11题进行仿真分析。

要求先根据题意画出因果关系图及流图，然后仿真得到仿真结果，最后做单因素灵敏度分析。

系统建模实验报告

数学模型的MATLAB描述实验报告一实验目的：学习使用MATLAB软件对数学模型进行描述二实验设备：1.个人电脑2.MA TLAB软件三实验步骤与方法：一MA TLAB中数学模型的表示（a）解：输入：s=tf('s');G=(s^3+4*s+2)/(s^3*(s^2+2)*((s^2+1)^3+2*s+5))输出：Transfer function:s^3 + 4 s + 2------------------------------------------------------s^11 + 5 s^9 + 9 s^7 + 2 s^6 + 12 s^5 + 4 s^4 + 12 s^3(b)解：输入：num=[1,1]；den=[1,2,1]；G=tf(num,den)输出：Transfer function:s + 1-------------s^2 + 2 s + 1解：输入：G=zpk([-1+1i;-1-1i],[0;0;-5;-6;1i;1i],8)输出：Warning: Not all complex roots come in conjugate pairs (transfer function has complex coefficients).In zpk.zpk at 200Zero/pole/gain:8 (s^2 + 2s + 2)-----------------------s^2 (s+5) (s+6) (s-1)^2输入：ss([0,1;-1,-2],[0,1]',[0,1],0)输出：a =x1 x2x1 0 1x2 -1 -2b =u1x1 0x2 1c =x1 x2y1 0 1d =u1y1 0Continuous-time model.输入：num=5*[1,1,1];>> den=conv(conv(conv([1,3,1],[1,3,1]),[1,6,5,3]),[1,2]); >> G=tf(num,den)输出：Transfer function:5 s^2 + 5 s + 5------------------------------------------------------s^8 + 14 s^7 + 76 s^6 + 209 s^5 + 320 s^4 + 289 s^3+ 161 s^2 + 49 s + 6 二模型之间的转换1.传递函数到零极点输入：num=[1,2];den=[1,2,1];[z,p,k]=tf2zp(num,den); >> G=tf(num,den)输出：Transfer function:s + 2-------------s^2 + 2 s + 12.零极点到传递函数>> [num,den]=zp2tf([1;-1+i;-1-i],[0;0;-5;-6;i;-i],8);>> G=tf(num,den)Transfer function:8 s^3 + 8 s^2 - 16---------------------------------------s^6 + 11 s^5 + 31 s^4 + 11 s^3 + 30 s^23.传递函数到状态空间输入：num=[1,1];den=[1,2,1];[a,b,c,d]=tf2ss(num,den) 输出：a =-2 -11 0b =1c =1 1d =4.状态空间到传递函数输入：[num,den]=ss2tf([0,1;-1,-2],[0,1]',[0,1],0);>> tf(num,den)输出：Transfer function:s - 1.11e-016-------------s^2 + 2 s + 15.零极点到状态空间输入：[a,b,c,d]=zp2ss([-1+1i;-1-1i],[0;0;-5;-6;-i;i],8)输出：a =0 -1.0000 0 0 0 01.0000 0 0 0 0 02.0000 1.0000 -11.0000 -5.4772 0 00 0 5.4772 0 0 00 0 0 0.1826 0 00 0 0 0 1.0000 0b =11c =0 0 0 0 0 8d =6.状态空间到零起点[z,p,k]=ss2zp([0,1;-1,-2],[0,1]',[0,1],0);>> G=zpk(z,p,k)Zero/pole/gain:s-------(s+1)^2三系统建模1.串联输入：[num,den]=series([1,1],[1,2],[1,3],[1,4]); >> [z,p,k]=tf2zpk(num,den);>> G=zpk(z,p,k)输出Zero/pole/gain:(s+3) (s+1)-----------(s+4) (s+2)2并联>> [num,den]=parallel([1],[1],[1],[1,1]);G=tf(num,den)Transfer function:s + 2-----s + 13反馈负反馈>> [num,den]=feedback([1],[1,0],[1],[1,1],-1); >> G=tf(num,den);>> [z,p,k]=tf2zpk(num,den);>> G=zpk(z,p,k)Zero/pole/gain:(s+1)--------------(s^2 + s + 1)正反馈>> [num,den]=feedback([1],[1,0],[1],[1,1],1); G=tf(num,den);[z,p,k]=tf2zpk(num,den);G=zpk(z,p,k)Zero/pole/gain:(s+1)-------------------(s+1.618) (s-0.618)4单位反馈正反馈>> [num,den]=cloop([1],[1,0],-1);>> G=tf(num,den)Transfer function:1-----s + 1负反馈>> [num,den]=cloop([1],[1,0],1); G=tf(num,den)Transfer function:1-----s - 1。

工程问题数学建模实训报告

工程问题数学建模实训报告目录一摘要 (2)二基本假设 (2)三设计变量的确定 (2)四整体求解思路 (4)五目标函数的确定 (4)六约束条件的确定 (5)七 MATLAB (7)八总结 (10)九参考文献 (11)题目: 机床主轴自重最轻优化设计机床主轴是机床中重要零件之一，一般为多支承空心阶梯轴。

为了便于使用材料力学公式进行结构分析，常将阶梯轴简化成以当量直径表示的等截面轴。

在设计时有两个重要因素需要考虑，即主轴的自重和伸出端C点的挠度。

图1所示的为一根简化的机床主轴。

要求以主轴的自重为目标，对该主轴进行优化设计。

已知条件：主轴材料为45#，内径d=30mm，外力F=15000N，许用挠度y0=0.05mm，材料的弹性模量E=210GPa，许用应力[σ]=180MPa，材料的密度为37800/kg mρ=。

300≤l≤650， 60≤D≤110， 90≤a≤150。

l、D、a 的量纲均为毫米。

试建立机床主轴以主轴自重最轻为目标的优化设计数学模型。

其中，C点的挠度：()EIalFay32+=；()4464dDI-=π。

题图如下一摘要本文利用了材料力学对机床主轴进行了受力与形变分析，利用机械优化设计对机床主轴参数优化建立了数学模型，最后通过MATLAB 实现了对参数最优解的求解。

机床主轴是机床中重要零件之一，一般为多支承空心阶梯轴。

为了便于使用材料力学公式进行结构分析，常将阶梯轴简化成以当量直径表示的等截面轴。

在设计这根主轴时，有3个重要因素需要考虑。

一是主轴的自重；一是主轴伸出端的挠度;还有则是此轴强度应满足要求。

对于普通机床，并不追求过高的加工精度，对机床主轴的优化设计，以选取主轴的自重最轻为目标，外伸端的挠度与许用应力是约束条件。

关键词：材料力学挠度许用应力自重优化二基本假设（1）主轴在实际工作时处于理想状态不受振动等题目外因素干扰。

（2）将阶梯轴简化成以当量直径表示的等截面轴。

三设计变量说明当主轴的材料选定时，其设计方案由3个设计变量决定。

系统分析与建模实验报告

系统分析与建模实验报告《系统分析与建模》实验指导书2012/2013年第⼆学期姓名：__ ___学号：__ ___班级：_10软件卓越__指导教师：唐学忠_软件⼯程系实验⼀⽤例图设计⼀、实验⽬的掌握在EA中⽤例图的基本⽤法和使⽤技巧。

⼆、实验环境软件平台：Microsoft Windows2000 /XP。

软件⼯具：EA。

三、实验内容与要求本实验基于某学校⽹上选课系统的⽤例图的设计和实现。

（1）需求描述如下：某学校的⽹上选课系统主要包括如下功能：管理员通过系统管理界⾯进⼊，建⽴本学期要开设的各种课程、讲课程信息保存在数据库中丙可以对课程进⾏改动和删除。

学⽣通过客户机浏览器根据学号和密码进⼊选课界⾯，在这⾥学⽣可以进⾏三种操作：查询已选课程、选课以及付费。

同样，通过业务层，这些操作结果存⼊数据库中。

（2）分析：本系统拟⽤三层模型实现：数据核⼼层、业务逻辑层和接⼊层。

其中，数据核⼼层包括对于数据库的操作；业务逻辑层作为中间层对⽤户输⼊进⾏逻辑处理，再映射到相应的数据层操作；⽽接⼊层包括⽤户界⾯，包括系统登陆界⾯、管理界⾯、⽤户选择界⾯等。

本系统涉及的⽤户包括管理员和学⽣，他们是⽤例图中的活动者，他们的主要特征相似，都具有姓名和学号等信息，所以可以抽象出“基”活动者people,⽽管理员和学⽣从people统⼀派⽣。

数据库管理系统是另外⼀个活动者。

（3）系统主要事件：●添加课程事件：●删除课程事件●修改课程事件●选课事件：根据以上分析，绘制系统⽤例图，并对⽤例加以描述，⽤例描述⽅法见教材。

四、实验预习和准备了解⽤例图描述系统基本⽅式。

熟练掌握⽤例图绘制的基本⽅法，了解⽤例、活动者、⾓⾊等基本概念的表⽰。

五、实验过程与结果图1-⽹上选课系统⽤例图⽤例描述：1、⾝份验证⽤况名：⾝份验证。

简述：当管理员或学⽣要求进⼊系统时，需要输⼊⽤户名和密码进⾏⾝份验证，以确认是否有登录到系统的权限。

参与者：管理员与数据库管理系统（学⽣与数据库管理系统）。

系统建模的仿真实验报告

系统建模的仿真实验报告系统建模的仿真实验报告引言在现代科学与工程领域中，系统建模是一项重要的工作。

通过对系统进行建模，可以帮助我们更好地理解系统的运行原理、优化系统性能以及预测系统的行为。

仿真实验是一种常用的方法，通过模拟系统的运行过程，可以得到系统的各种指标，从而评估系统的性能。

本报告将介绍一个系统建模的仿真实验，并分析实验结果。

一、实验目的本次实验的目的是建立一个模型，模拟一个电梯系统的运行过程，并通过仿真实验来评估该电梯系统的性能。

电梯系统是现代建筑中不可或缺的设施，其运行效率和服务质量直接关系到人们的出行体验。

通过建立模型和仿真实验，我们可以优化电梯系统的设计和运行策略，提高其性能。

二、建模过程1. 系统边界的确定首先，我们需要确定电梯系统的边界。

电梯系统通常包括电梯本身、楼层按钮、电梯控制器等组成部分。

在建模过程中，我们将关注电梯的运行过程和楼层按钮的使用情况。

2. 系统的状态和状态转换接下来，我们需要确定电梯系统的状态和状态转换。

电梯系统的状态可以包括电梯的位置、运行方向、开关门状态等。

状态转换可以根据电梯的运行规则和楼层按钮的使用情况确定。

3. 系统参数的确定在建模过程中，我们还需要确定系统的参数。

电梯系统的参数可以包括电梯的运行速度、电梯的载重量、楼层按钮的响应时间等。

这些参数将直接影响到电梯系统的性能。

三、仿真实验设计基于建立的电梯系统模型，我们设计了一系列的仿真实验，以评估电梯系统的性能。

以下是几个典型的实验设计：1. 不同高峰期的电梯系统性能比较我们选择了不同高峰期的时间段，并模拟了电梯系统在这些时间段内的运行情况。

通过比较不同时间段内电梯的等待时间、运行效率等指标，我们可以评估电梯系统在不同高峰期的性能差异。

2. 不同楼层按钮响应时间的影响我们模拟了不同楼层按钮响应时间的情况，并评估了电梯系统的性能。

通过比较不同响应时间下电梯的等待时间和运行效率，我们可以确定最佳的楼层按钮响应时间。

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：

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四、实验原理转动惯量的测量，一般都是使刚体以一定形式运动，通过表征这种运动特征的物理量与转动惯量的关系，进行转换测量。

本实验使物体作扭转摆动，由于摆动周期及其它参数的测定计算出物体的转动惯量。

扭摆的构造如图 1-1所示，在垂直轴1上装有一根薄片状的螺旋弹簧2，用以产生恢复力矩。

在轴的上方可以装上各种待测物体。

垂直轴与支座间装有轴承，以降低摩擦力矩。

3为水平仪，用来调整系统平衡。

将物体在水平面内转过一定角度θ后，在弹簧的恢复力矩作用下物体就开始绕垂直轴作周期往返扭转运动。

根据虎克定律，弹簧受扭转而产生的恢复力矩M 与所转过的角度θ成正比，即：M=-Kθ (1) 上式中，K 为弹簧的扭转常数。

此方程的解为：θ=Acos (ωt +ϕ)。

式中，A 为谐振动的角振幅，φ为初相位角，ω为角速度，此谐振动的周期为：22T πω== (3) 由式（3）可知，只要实验测得物体扭摆的摆动周期，并在I 和K 中任何一个量已知时即可计算出另一个量。

本实验首先用一个规则几何形状的物体，它的转动惯量可以根据它的质量和几何尺寸用理论公式直接计算得到，再算出本仪器弹簧的扭转常数K 值。

若要测定其它形状物体的转动惯量，只需将待测物体安放在本仪器顶部的各种夹具上，测定其摆动周期，由公式（3）即可算出该物体绕转动轴的转动惯量。

五、实验过程1．用游标卡尺测出实心塑料圆柱体的外径D 1、空心金属圆筒的内径和外径D 内、D 外、木球直径D 直、金属细杆长度L ；用数字式电子秤测出各物体质量m ；每个被测元件的被测量均测量3次，并求平均值。

2．调节扭摆基座至水平位置：调整扭摆基座底脚螺丝，使水平仪的气泡位于中心。

3．在转轴上装上对此轴的转动惯量为I 0的金属载物圆盘，并调整光电探头的位置使载物圆盘上的挡光杆处于其缺口中央且能遮住发射、接收红外光线的小孔，并能自由往返的通过光电门。

测量10个摆动周期所需要的时间10T 0。

4．将转动惯量为I 1的塑料圆柱体放在金属载物圆盘上，则总的转动惯量为I 0+ I 1；其中I 1的理论值可由塑料圆柱体的质量m 1和外径D 1算出，即'21118I mD =。

测量10个摆动周期所需要的时间10 T 1。

由式（3）可得出：01TT =或0'1I I =则弹簧的扭转常数为：'2122104I K T T π=- （4）在SI 制中K 的单位为kg·m 2·s -2(或N·m)。

5．取下塑料圆柱体，装上金属圆筒，测量10个摆动周期需要的时间10T 2。

6．取下金属载物圆盘、装上木球，测量10个摆动周期需要的时间10T 3。

（在计算木球的转动惯量时，应扣除夹具的转动惯量I 支座）。

7．记录实验数据并填入表1-1。

六、实验结果及分析1. 塑料圆柱体的转动惯量理论值为：()2'112342181*0.714*100.01*1088.9268*10I mD Kg m --===⋅2. 扭摆的弹簧扭转系数K 的测量/求解：'422122221028.9268*104411.320.6774.28*10I K T T N m ππ--==--=⋅3. 金属载物盘的转动惯量：2220022424.28*10*0.667444.8232*10KT I Kg m ππ--===⋅ 4. 塑料圆柱的转动惯量塑料圆柱的转动惯量测量值为：222411022424.28*10*1.132 4.8232*10449.0692*10KT I I Kg m ππ---=-=-=⋅ 塑料圆柱的转动惯量理论值与测量值的相对误差：'111'18.92689.0692100%100%9.06921.5701%I I E I--=⨯=⨯=由于E 1<5%，在误差允许范围内，因此，关于塑料圆柱的转动惯量的测量实验有效。

5. 金属圆筒的转动惯量金属圆筒的转动惯量测量值为：222422022324.28*10*1.372 4.8232*10441.558*10KT I I Kg m ππ---=-=-=⋅ 金属圆筒的转动惯量理论值为：()()'22226223211*0.654*10094.01*10881.540*10I m D D Kg m --=+=+=⋅外内金属圆筒的转动惯量理论值与测量值的相对误差：'222'21.540 1.558100%100%1.5401.1688%I I E I--=⨯=⨯=由于E 2<5%，在误差允许范围内，因此，关于金属圆筒的转动惯量的测量实验有效。

6. 木球的转动惯量木球支座的转动惯量实验值为：222422423.567*10*0.7404.929*10440.187*10KT I I Kg m ππ---=-=-=⋅0支座木球的转动惯量测量值为：22243322324.28*10*1.1600.187*10441.440*10KT I I Kg m ππ---=-=-=⋅支座木球的转动惯量理论值为：'226333211*0.953*120*1010101.3723*10I m D Kg m --===⋅直木球的转动惯量理论值与测量值的相对误差：'333'3 1.3723 1.440100%100%1.37234.93%I I E I --=⨯=⨯= 由于E 3<5%，在误差允许范围内，因此，关于木球的转动惯量的测量实验有效。

误差分析：本实验中质量、内外径的测量均存在测量误差，同时TH-I 型智能转动惯量实验仪本身也存在计数误差。

此外计算过程中也存在计算误差。

尽管存在以上各种误差，计算结果与理论结果的相对误差均小于5%，因此本实验的结果可靠。

思考题部分：1．实验中，为什么在称木球和细杆的质量时必须分别将支座和安装夹具取下？由于本实验的目的是测量木球或细杆的转动惯量，根据转动惯量的定义及公式，转动惯量与被测物体的质量有关；而支座与安装夹具在过程中必须要使用，此时测得的转动惯量是被测物体的转动惯量与支座/安装夹具的转动惯量之和。

因此，在称木球和细杆的质量时必须分别将支座和安装夹具取下。

2．转动惯量实验仪器计时精度为0.001s ，实验中为什么要测量10T ？由于本实验测得的周期较小，而实验仪器计时精度为0.001s ，如果仅测量一个周期的时间，那么测量值与理论值得相对误差较大，会使得实验精度降低，甚至有可能致使实验结果无效。

3. 如何用本实验仪器来测定任意形状物体绕特定轴的转动惯量？可采用直径更大的载物圆盘来替换本实验中的金属载物圆盘。

将被测物体放置在圆盘上距离圆盘中心距离为a 的位置。

采用与本实验相同的实验步骤来进行实验，实验中需要测量距离a 。

在计算理论值与实验值的相对误差时，需计入距离a 的影响。

通过以上方法即可测定任意形状物体绕特定轴的转动惯量。

实验二自整角机实验一、实验名称自整角机实验二、同组成员XXX学号姓名XXXXXX XXXXXXXXX XXXXXXXXX XXXXXXXXX XXXXXXXXX XXXXXXXXX XXX三、实验器材自整角机实验装置，砝码。

四、实验原理自整角机是一种对角位移或角速度的偏差有自整步能力的控制电机，他广泛用于显示装置和随动系统中，使机械上互不相连的两根或多根转轴能自动保持相同的转角变化或同步旋转，在系统中通常是两台或多台自整角机组合使用。

产生信号的一方称发送机，接收信号的一方称为接收机。

在随动系统中，不需放大器和伺服电动机的配合，两台力矩式自整角机就可进行角度传递，因而常用以转角指示。

其工作原理如图2-1所示。

图2-1 力矩式自整角机的工作原理两台电机的励磁绕组接到同一单相交流电源上，三相整步绕组对应相接。

假设三相整步绕组产生的磁势在空间按正弦规律分布，磁路不饱和，并忽略电枢反应，那么在分析时便可用迭加原理。

当发送机的转子转角为θ1，接收机转子转角为θ2，在上述假设条件下，力矩式自整角机工作时电机内磁势情况可以看成发送机励磁绕组与接收机励磁绕组分别单独接电源时所产生的磁势的线性叠加。

力矩式自整角机的转矩是定子磁势与转子磁势相互作用而产生的。

转矩的方向是使两磁势磁轴线靠拢。

在接收机中，F2与励磁磁势F f是同轴磁势，故不会产生力矩，而F1'与F f轴线的夹角即失调角θ=θ1-θ2，若θ=90︒时产生的最大整步转矩为T m，那接收机所产生的整步转矩可以表达为T=T m sinθ当失调角越大，自整角接收机产生的整步转矩越大，转矩的方向是使F f和F1' 靠拢，即转子往失调角减小的方向旋转，如为空载，最终会消除失调角θ，此时，两个力矩式自整角机的转子转角相等θ1=θ2，θ=θ1-θ2=0，随动系统处于协调位置。

五、实验过程1．测定力矩式自整角机静态整步转矩与失调角的关系T=f(θ)图2-2 力矩式自整角机实验接线图1）确保断电情况下，按图2-2接线。

2）将发送机和接收机的励磁绕组加额定激励电压220V，待稳定后，发送机和接收机均调整到0°位置。

固紧发送机刻度盘在该位置。

3）在接收机的指针圆盘上吊砝码，记录砝码重量以及接收机转轴偏转角度。

在偏转角从零至90°之间取11组数据并记录于表2-1中。

表2-1中，T=mgR，轮盘半径R=2cm。

2．测定力矩式自整角机的静态误差Δθjt1）接线图仍按图2-2。

2）发送机和接收机的励磁绕组加额定电压220V，发送机的刻度盘不固紧，并将发送机和接收机均调整到0°位置。

3）缓慢旋转发送机刻度盘，每转过20°，读取接收机实际转过的角度并记录于表2-2中。

《工程系统建模》实验报告.

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