系统建模与仿真作业
系统建模与仿真习题2及答案
系统建模与仿真习题二及答案1. 考虑如图所示的典型反馈控制系统框图(1)假设各个子传递函数模型为66.031.05.02)(232++-+=s s s s s G ，s s s G c 610)(+=，21)(+=s s H 分别用feedback （）函数以及G*Gc/(1+G*Gc*H)（要最小实现）方法求该系统的传递函数模型。
(2) 假设系统的受控对象模型为s e s s s G 23)1(12)(-+=，控制器模型为 ss s G c 32)(+=，并假设系统是单位负反馈，分别用feedback （）函数以及G*Gc/(1+G*Gc*H)（要最小实现）方法能求出该系统的传递函数模型？如果不能，请近似该模型。
解：（1）clc;clear;G=tf([2 0 0.5],[1 -0.1 3 0.66]);Gc=tf([10 6],[1 0]);H=tf(1,[1 2]);G1=feedback(G*Gc,H)G2=G*Gc/(1+G*Gc*H)Gmin=minreal(G2)结果：Transfer function:20 s^4 + 52 s^3 + 29 s^2 + 13 s + 6s^5 + 1.9 s^4 + 22.8 s^3 + 18.66 s^2 + 6.32 s + 3Transfer function:20 s^8 + 50 s^7 + 83.8 s^6 + 179.3 s^5 + 126 s^4 + 57.54 s^3 + 26.58 s^2 + 3.96 ss^9 + 1.8 s^8 + 25.61 s^7 + 22.74 s^6 + 74.11 s^5 + 73.4 s^4 + 30.98 s^3+ 13.17 s^2 + 1.98 s Transfer function:20 s^4 + 52 s^3 + 29 s^2 + 13 s + 6s^5 + 1.9 s^4 + 22.8 s^3 + 18.66 s^2 + 6.32 s + 3(2)由于s c e s s s s G s G 232)1(3624)(*)(-++= 方法1：将s e 2-转换为近似多项式。
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
系统建模与仿真仿真作业结果
Simulink 仿真根据以上的分析论证，将已求得的个函数参数带入动态结构图中，初步得到图3动态结构图图3根据理论得到的各参数设计后可得到理论设计条件下输出转速曲线图4可以清楚地看出，输出转速有很大的超调最大可达84.1%,调整时长为2.65s 之久，这是我们所不能接受的速度调节器的设计参数与实际调试结果相差比较大，使系统对负载扰动引起的动态速降（升）缺乏有效的抑制能力，存在起动和制动过程中超调量大，突加（减）负载时，动态速降（升）大等缺点。
所以，我们对ACR和ASR的参数进行整定，特别是速度控制器的参数。
我+ 1们就对其作出了适当的调整，将速度控制器的传递函数改成，将电流调节器的传递函数改为当然，这是需要时间和经验的。
校正后的动态结构图如图5所示校正后的输出转速曲线如图6所示|Time cffeel 0图六电流环跟随性能仿真实验如上文所述：电流环的作用就是保持电枢电流在动态过程中不超过允许值，在突加控制作用时不希望有超调，或者超调量越小越好。
这就需要我们对电流环的跟随性能加以分析。
将电流环从系统中分离出来（将电枢电压对电流环影响看成是扰动）。
电流环模型如图7所示：Transfer Fcn1图7通过如下命令可以得到电流环的bode图和nyquist图以及电流环的单位阶跃响应。
[nu m,de n]=li nm od('curre nt_loop')sys=tf( nu m,de n)figure(1)margi n(sys)[mag,phase,w]=bode(sys);[gm,pm,wcg,wcp]=margi n( mag,phase,w)Figure(2)Nyquist(sys)Figure©)Step(sys)我们还可以得到以下的数据gm = 4.2925 pm =47.7281 wcg = 345.3056cp = 164.6317剪切频率3 c=164.6317rad/s；相角相对裕度S = 47.7281 °; -n穿越频率3g=345.3056rad/s 幅值相对裕度Lh=20lg (4.2925) =12.65dB27t 01 上2 」 J A 10 10 10 10 10 F 怛OuerKV HQd^k 图8电流环的bode 图图10电流环的单位阶跃响应⑥s co«3 ■….呂畫rl u 丄图9电流环的nyquist 图0D O H Di 心4甬mGm - 12 7d0 欄 ratfs) Rm _ 47 5 de 。
生产系统建模和仿真上机报告2
一、1.实验素材：某港口只有一个岸桥为到达的船舶提供卸货服务。
当船舶到达港口时，停入泊位等待服务。
如果岸桥空闲，则立即对其进行货物卸载作业；如果岸桥为其他船舶卸载，则船舶在泊位等待；岸桥为船舶提供服务的规则为FIFO。
假设船舶到达时间间隔服从均值为10小时的负指数分布，岸桥为每艘船的卸载时间服从[6,14]小时的均匀分布。
建立仿真模型，运行100天=2400小时，统计：1.岸桥的利用率；2.船舶的平均等待时间；港口船舶等待队列的最大长度；4.仿真结束时服务船舶的数量。
进一步考虑以下几种情况1.船舶到达时发现港口中已经有4艘船舶在等待，则选择离开；统计系统100天流失的船舶数量；（通过控制Buffer元素的Capacity实现）2.船舶等待时间超出30小时，则选择进行服务投诉（；统计系统100天中接受到的投诉数量；（通过控制Buffer元素的Delay项实现）3.港口增加了一台岸桥对船舶进行服务；仿真比较此时系统与原系统（只有一个岸桥）在绩效指标上的变化（通过设置Machine元素的Quantity项目实现）统计1.岸桥的利用率；2.船舶的平均等待时间；3.港口船舶等待队列的最大长度；4.仿真结束时服务船舶的数量2.系统分析：把一个part设定成船，一个buffer设定成泊位，一个machine设定成岸桥；3.详细建模：设施布置图：输出报告：ELEMENT NAME: 岸桥Element Type: MachineQuantity: 1Priority: LowestType: SingleCycle Time: UNIFORM (4,16,1)Input / Output RulesInput: PULL from 泊位Output: PUSH to SHIP_____________________________________________________________ELEMENT NAME: 泊位Element Type: BufferQuantity: 1Capacity: 1000Input Option: RearOutput Option: FirstSearch From: Front_____________________________________________________________ELEMENT NAME: 船Element Type: PartType: Variable attributesGroup number: 1Inter Arrival Time: NEGEXP (10,1)First Arrival at: 0.0Maximum Arrivals: UnlimitedInput / Output RulesOutput: PUSH to 泊位_____________________________________________________________ 4.运行模型：5.结果分析：仿真次数 1 2 3 4 5 均值置信下限置信上限岸桥利用率96.71% 96.45% 100% 92.41% 99.95% 97.10% 0.9322 1.009 船舶的平均等待时间104.31 108.12 123.72 43.35 134.91 102.882 58.835 146.9 港口船舶等待队列的最大长度24 35 23 12 20 22.8 12.508 33.09 已服务船舶数234 222 233 212 235 227.2 214.80 239.51）设定buffer（泊位）的Capacity为4可以完成。
《系统建模与仿真》作业题1
《系统建模与仿真》作业第一次（共两次）布置作业时间：“经典建模法”结束后 要求交作业时间：从布置日开始不超过1周 作业量：共3道题第1题——体现电气系统经典建模[题目] 在如图所示的电路中，R 表示一个电阻，L 表示一个电感，C 表示一个电容，i 表示电流强度，u 表示输入电压，c u 表示电容器的输出电压。
试写出一个状态空间数学模型。
u图1 典型的RLC 电路第2题——体现机械系统经典建模[题目]如图2是一个文字处理器打印轮轴控制系统的简化图。
打印轮轴由一个直流电动机通过皮带和滑轮进行控制。
假设皮带是刚性的，电动机与皮带轮之间的连接也是刚性的，并定义如下的参数和变量：m ()T t 是电动机的力矩；m ()t 是电动机的角位移；()y t 是打印轮轴的线性位移；m J 式电动机的惯量；m B 是电动机的粘性摩擦系数；K 是扭转轴的刚性系数；r 是滑轮的半径；M 是打印轮轴的质量。
（1）写出系统的微分方程；（2）写出系统的传递函数模型m ()()Y s T s 。
T打印轮轴图2 打印轮轴控制系统简化图第3题——体现热工过程经典建模汽轮机高压加热器疏水系统的原理框图如图3所示，其中各段抽汽的压力大小关系为321p p p >>，抽汽温度大小关系为321T T T >>。
给水流量w 和给水温度T 一般来说为两个随机变量。
三个疏水管道阀门的开度为归一化量，即]1,0[,,321∈u u u 。
三个高压加热器的疏水水位分别为1y ，2y ，3y 。
它们的关系可描述为),,,(111111T w T p f u k y+-= ),,,(22223122T w T p f u k u k y+-= ),,,(T w T p f u k u k y+-=图3 汽机高加疏水系统原理框图式中的),,,(111T w T p f ，),,,(222T w T p f ，),,,(333T w T p f 表示系统的不确定干扰，1k ，2k ，3k ，4k ，5k 表示适当的正常数。
系统建模与仿真期末大作业
6.
6.1
6.1.1
（1）收费的大致流程：
（2）我们采用定点观察法，对昆华医院的药房进行数据采集。得到数据，然后通过minitab对数据进行图形分析，如下：
取药服务时间拟合直方图：
由图可知，取药的服务时间基本符合正太分布；
有图可知，病人在整个取药过程中，排队等待的时间占总服务时间中相当大的比重，可见，取药过程中存在不合理的流程安排，需要进一步的优化。
6.1.2 取药仿真模型
通过实地观察昆华医院大药房的人流过程，我们通过定点观察对其进行了数据采集，并建立了其仿真模型，展示如下：
表1 药房设施与模型实体对照表
仿真实体
绿门
箭头
大厅
桌子
女工
红门
药房设施
病人到达
排队等待
缴费
取药
护士
离开
参数设置
erlang( 0 , 5 , 2 )
可容纳6人
可容纳1人，用时10S
方差分析
来源 自由度 SS MS F P
回归 3 374922 124974 2.20 0.112
误差 26 1474365 56706
合计 29 1849287
方差的序贯分析
来源 自由度 SS F P
线性 1 31751 0.49 0.490
二次 1 251248 4.33 0.047
立方 1 91923 1.62 0.214
运用医院排队系统优化是集挂号、检测、检验、诊断及取药为一体，在高效完成病人服务的同时，减少病人排队等待时间，显著改善医院的服务效率和服务质量。
2.4研究目的:希望通过本课题的研究，利用实地调查的方式采集相关数据，并对这些数据进行一系列的分析，应用虚拟仿真软件FlexsimHealthcare进行仿真，利用互联网分布调度信息，发现在医院就诊过程中的导致病人多次排队的原因和瓶颈，提出一定的改进方案，从而减少病人排队等待的时间, 显著改善医院的服务效率和服务质量。
系统建模与仿真习题1及答案
系统建模与仿真习题一及答案1. 有源网络如图所示（1） 列些输出0u 与输入1u 之间的微分方程。
（2） Ω=101R 、Ω=52R 、Ω=23R 、Ω=34R 、F C 2=，在零初始条件下，将（1）中的微分方程表示为传递函数、状态空间形式、零极点增益形式。
（3）求（2）中方程在输入1u 为单位阶跃响应下的输出曲线。
解：（1） 由运算放大器的基本特点以及电压定理)4()3()(1)2()()1(2132021421320111R i R i u dt i i Cu R i i u R i u R i u c c -=+=+++==⎰（3）式代入（2）式得：42121320)()(1R i i dt i i C R i u ++++=⎰ （5）消去中间变量21,i i 有13142430114131230111120)(1u R R R R R R u u R R dt u R R R R u R u C u R R u ++++++=⎰ 两边求导整理后得（2）代入数据可以得到微分方程为：11007.02.610u u u u--=+ 程序如下：clc;clear;num=[-6.2 -0.7]; den=[10 1]; Gtf=tf(num,den) Gss=ss(Gtf) Gzpk=zpk(Gtf)结果：Transfer function: -6.2 s - 0.7 ------------ 10 s + 1状态空间形式： a =x1 x1 -0.1 b =u1 x1 0.125 c =x1 y1 -0.064 d =u1 y1 -0.62Continuous-time model.Zero/pole/gain: -0.62 (s+0.1129) ---------------- (s+0.1)（3）由（2）知系统的传递函数为-6.2 s - 0.7 ------------ 10 s + 1系统的输入信号为单位阶跃函数，则其Laplace 变换为1/s ，这样系统的输出信号的Laplace 变换为Y(s)=-6.2 s - 0.7 ------------ 10 s^2 + s编写程序，将其表示为（R,P,Q ）形式 clc;clear; s=tf('s')Gtf=(-6.2*s-0.7)/(10*s^2+s) [num,den]=tfdata(Gtf,'v') [R,P,Q]=residue(num,den) R =0.0800 -0.7000 P =-0.1000 0 Q = []于是得到：7.008.0)(1.0-=-t e t y 绘制曲线程序： clc;clear; t=0:0.1:100;y=0.08*exp(-0.1*t)-0.7; plot(t,y)2.已知系统的框图如下：其中：G1=1/(s+1)，G2=s/(s^2+2)，G3=1/s^2，G4=(4*s+2)/(s+1)^2，G5=(s^2+2)/(s^3+14)。
系统建模与仿真习题3及答案
系统建模与仿真习题三及答案1.已知系统)24(32)(21+++=s s s s s G 、2103)(2+-=s s s G 求G 1(s)和G 2(s)分别进行串联、并联和反馈连接后的系统模型。
解：clc;clear;num1=[2 3];den1=[1 4 2 0];num2=[1 -3];den2=[10 2];G1=tf(num1,den1);G2=tf(num2,den2);Gs1=series(G1,G2)Gp1=parallel(G1,G2)Gf=feedback(G1,G2)结果：Transfer function:2 s^2 -3 s - 9------------------------------10 s^4 + 42 s^3 + 28 s^2 + 4 sTransfer function:s^4 + s^3 + 10 s^2 + 28 s + 6------------------------------10 s^4 + 42 s^3 + 28 s^2 + 4 sTransfer function:20 s^2 + 34 s + 6--------------------------------10 s^4 + 42 s^3 + 30 s^2 + s – 92.某双闭环直流电动机控制系统如图所示：利用feedback( )函数求系统的总模型。
解：模型等价为：编写程序：clc;clear;s=tf('s');G1=1/(0.01*s+1);G2=(0.17*s+1)/(0.085*s);G3=G1;G4=(0.15*s+1)/(0.051*s);G5=70/(0.0067*s+1);G6=0.21/(0.15*s+1);G7=(s+2)/s;G8=0.1*G1;G9=0.0044/(0.01*s+1);sys1=feedback(G6*G7,0.212);sys2=feedback(sys1*G4*G5,G8*inv(G7)); sys=G1*feedback(sys2*G2*G3,G9)结果：Transfer function:3.749e-005 s^6 + 0.008117 s^5 + 0.5024 s^4 + 6.911 s^3 + 36.57 s^2 + 78.79 s + 58.8 -------------------------------------------------------------------------------------------------------4.357e-014 s^10 + 2.432e-011 s^9 +5.43e-009 s^8 +6.303e-007 s^7 + 4.145e-005 s^6 + 0.001578 s^5 + 0.03217 s^4 + 0.2098 s^3 + 0.4116 s^2 + 0.3467 s + 0.2587根据需要可忽略高阶项。
西工大2022年4月机考《系统建模与仿真》作业参考答案
西工大2022年4月机考《系统建模与仿真》作业参考答案试卷总分:100 得分:100本科目3次作答机会，每次试题内容相同，只是题目和选项顺序是随机调整的，大家可放心下载使用一、单选题(共20 道试题,共40 分)1.数学模型根据模型的状态变量可以分为（）。
A.连续变化模型和离散变化模型B.连续时间模型和离散时间模型C.确定性模型和随机性模型D.同构模型和同态模型正确答案:A2.在仿真模型一样，所要仿真的时间长度也一样的情况下，采用（）可获得最高的效率。
A.固定步长时间推进机制B.下次事件时间推进机制C.混合时间推进机制D.随机步长时间推进机制正确答案:B3.忽略具体事物的特殊性，着眼于整体和一般规律，这种研究方法是（）。
A.抽象B.归纳C.演绎D.推导正确答案:A4.（）是把过程调用和响应调用执行码结合在一起的过程A.汇编B.联编C.调试D.执行正确答案:B5.在系统与模型之间，如果在行为一级等价，则称之为（）。
A.同构模型B.同态模型C.数学模型D.本构模型正确答案:B6.一种产品进入市场之后，一般会经过销售速度先不断增加然后又逐渐下降的过程，这称为产品的（）。
A.生命周期B.保质期C.生产周期D.销售周期正确答案:A7.由于大多数微分方程是求不出其解析解的，因此研究其（）和数值解法是十分重要的手段。
A.离散性B.连续性C.非稳定性D.稳定性正确答案:D8.根据事件调度法建立的仿真模型称为（）仿真模型。
A.面向事件的B.面向对象的C.面向用户的D.面向系统的正确答案:A9.能够预定事件发生时间的策略方法是（）。
A.事件调度法B.活动扫描法C.进程交互法D.结果预测法正确答案:A10.系统在有确定输入时，得到的输出却不确定，这种事物发展变化没有确定因果关系的模型是（）。
A.连续变化模型B.离散变化模型C.随机性模型D.因果模型正确答案:C11.系统数学模型的建立需要按照模型论对输入、输出状态变量及其间的函数关系进行抽象，这种抽象理论称为（）。
系统建模与仿真习题5及答案
系统建模与仿真习题五及答案1.已知系统的开环传递函数为)62)(5)(33(12)(222++++++=s s s s s s s s G ，根据相角裕度，幅值裕度判断单位负反馈下闭环系统的稳定性，并用时域响应验证结论。
解：clc;clear;num=[2 1];den=conv([1 0 0],conv([1 3 3],conv([1 5],[1 2 6])));G1=tf(num,den); margin(G1)由图知20lgh=24.8dB ，h>1；r=2.67deg 。
因此对应的闭环系统稳定。
下面由负反馈的阶跃响应验证闭环系统的稳定性clc;clear;num=[2 1];den=conv([1 0 0],conv([1 3 3],conv([1 5],[1 2 6])));G1=tf(num,den);step(feedback(G1,1))2. 已知某系统的开环传递函数为)32)(5()5(2)(2++++=s s s s s G （1）绘制系统的奈奎斯特曲线，判断闭环系统的稳定性。
（2）求出系统的单位阶跃响应，证明（1）中稳定性的判断。
解：clc;clear;num=[2 10];den=conv([1 2],[1 2 3]);G=tf(num,den);subplot(2,1,1)Nyquist(G)subplot(2,1,2)step(feedback(G,1))结论：开环传递函数位于s右半平面的极点数p=0。
由Nyquist图知：Nyquist曲线逆时针包围临界点(-1,j0)的圈数R=0。
因此，闭环正实部特征根个数Z=0，说明系统是稳定的。
仿真曲线也表明闭环系统是稳定的。
3. 已知一个离散系统的输入、输出数据如下：u=[0.9103;0.7622;0.2625;0.0475;0.7361;0.3282;0.6326;0.7564;0.9910;0.3653;0.2470 ;0.9826;0.7227;0.7534;0.6515;0.0727;0.6316;0.8847;0.2727;0.4364;0.7665;0.4777;0. 2378;0.2749]y=[0;18.4984;31.4285;32.3228;28.5690;39.1704;39.8825;46.4963;54.5252;65.9972;6 2.9181;57.5592;67.6080;70.7397;73.7718;74.0165;62.1589;63.0000;68.6356;60.8267 ;57.1745;60.5321;57.3803;49.6011]请用最小二乘法辨识出系统的脉冲传递函数模型，要求该模型的分子、分母的阶次分别为2、3次。
系统建模与仿真大作业(论文)要求
2012-2013学年系统建模与仿真大作业（论文）要求1、期末大作业按分组方式进行，每组4-6人，自行组合。
2、要求学生自行选题，选题符合系统建模与仿真应用的领域，必须是现实的系统，现实中存在一定的问题，可以进行数据的采集、系统分析等。
需要撰写报告，做PPT进行开题答辩。
开题报告包括：题目、小组成员组成及分工、选题的目的及意义、国内外研究情况、研究的内容和方法、技术路线和预期结果、进度计划、所需条件及落实情况。
3、论文内容覆盖模拟系统的问题定义和目标、建模与模拟、模拟分析和分析报告等几部分。
4、论文规范格式要求：论文由封面、中文摘要、关键词、正文、参考文献几个部分组成。
1）封面格式(1).标题：长度≤20字，1号楷体(2).专业姓名等：项目名称“3号楷体”，所填内容中文用“3号楷体”，2）摘要格式(1).置于目录页之前(2).摘要字数≤200字，(3).摘要正文为“小4号宋体”，35字/行，32行/页(4).中文摘要要有中文论文标题，上下各空一行，加在“摘要”之前，字体与“摘要”一样均为“3号黑体”(5).中文摘要中，关键词为3~5个，另起一行；“关键词”应为黑体，关键词之间分隔符应为全角“；”3）目录（1）标题为“3号黑体”，上下各空一行；（2）“前言、摘要”为“小4号黑体”，“Abstarct”为“小4号Times New Roman”；（3）每章标题为“4号黑体”，每节标题为“4号宋体”且缩进；（4）目录需带“致谢、参考文献、附录”等项目4）正文格式(1).一级标题为“3号黑体”，上下各空一行(2).二级标题为“小3号黑体”，前后空12磅(3).三级标题为“4号黑体”，前空6磅(4).章节标题中数字和英文为“Times New Roman”(5).中文正文为“小4号宋体”，35字/行，32行/页(6).英文正文为“小4号Times New Roman”(7).正文中参考文献按出现顺序从[1]开始依次编号(8).图表编号中中文为“5号黑体”，数字和英文为“Times New Roman”(9).图表中文字比正文小一号字体，例如，正文为小4号，则图表中文字为5号(10).公式编号格式为“………………（编号）”，较长公式换行居中横排(11).正文中各种量、单位和符号必须遵守公制及国家标准5）参考文献格式(1).书籍：[编号]作者（3人以内全部写上，3人以上只写3人再加“等”）.书名.版本（第几版）.出版地:出版社,出版年(2).期刊：[编号]作者（3人以内全部写上，3人以上只写3人再加“等或etal”）.文章名称.期刊名称,年号,卷号(期号):起页-止页(3).网页：[编号]网页地址,摘抄年月5、论文的基本要求1）标题：反映需要解决的问题，一般不超过20个字；2）摘要：其摘要所撰写内容大体如下：(1)本课题研究范围，目的以及在该学科中所占的位置。
机电系统建模与仿真作业
机电系统建模与仿真作业专业：机械设计及其自动化姓名：程阳锐学号： S2*******一、举例说明系统建模与仿真的作用和意义。
随着仿真技术的发展，仿真技术应用目的趋于多样化、全面化。
最初放着技术是作为对实际系统进行实验的辅助工具而应用的，而后用于训练目的，现在仿真系统的应用包括航空、航天、各种武器系统的研制部门、电力、交通运输、通信、化工、核能各个领域、系统概念研究、系统的可行性研究、系统的分析与设计、系统开发、系统测试与评估、系统操作人员的培训、系统预测、系统的使用与维护等各个方面。
在电力工业中，随着单元发电机组容量越来越大，系统越来越复杂，对它的经济运行、安全生产提出了更高的要求。
仿真系统是实现这个目的的最佳途径，通过仿真系统可以优化运行过程，可以培训操作人员，电站仿真系统已经成为电站建设与运行中必须配套的装备。
核电站的运行必须安全操作人员的技术素质、技能是保证安全运行的前提，培训调高操作人员素质、技能的有效手段是仿真培训系统。
一般来说凡是需要有一个或一组熟练人员记性操作、控制、管理与决策的实际系统，都需要对这些人员进行训练、教育与培训、早期的培训大都在系统或设备上进行的。
随着系统的加大、复杂程度的提高，特别是造价日益昂贵，训练时因操作不当引起破坏而带来的损失大大增加，因此，提高系统运行的安全性事关重大。
以发电厂为例，美国能源管理局的报告认为，电厂的可靠性可以通过该机设计和加强维护来改善，但只能占提高可靠性的20%-30%，其余要依靠提高运行人员的素质来提高，可见，人员训练对这类系统的重要行。
为了解决这些问题，需要这样的系统，它能模拟实际系统的工作状况和运行环境，又可避免采用实际系统时可能带来的危险性及高昂的代价，这就是训练仿真系统。
二、论述系统仿真的类型和特点。
系统仿真是近几十年发展起来的一门综合行学科，它为进行西天宁国的研究。
分析、决策、设计，以及对专业人员的培训等提供了一种先进的手段，增强了人们对客观世界内在规律的认识能力，有力的推动了那些过去以定性分析为主的学科向定量化方向发展。
系统建模与仿真课后作业
所以，蒙特卡罗方法的基本思想就是：当试验次数充分多时，某一事件出现的频率近似等于该事件发生的概率。
一般步骤：（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
2.8、简述离散事件系统仿真的一般步骤。
（1）阐明问题与设定目标
（2）仿真建模
29
1023
511
0.998047
5
103
103
0.201172
30
2558
510
0.996094
6
518
6
0.011719
31
2553
505
0.986328
7
33
33
0.064453
32
2528
480
0.9375
8
168
168
0.328125
33
2403
355
0.693359
9
843
331
0.646484
34
1778
242
0.472656
10
1658
122
0.238281
35
1213
189
0.369141
11
613
101
0.197266
36
948
436
0.851563
12
508
508
0.992188
37
2183
135
0.263672
13
2543
495
0.966797
38
678
166
0.324219
系统建模与仿真课后作业
、系统、模型和仿真三者之间具有怎样的相互关系答：系统是研究的对象，模型是系统的抽象，仿真通过对模型的实验以达到研究系统的目的。
、通过因特网查阅有关蒲丰投针实验的文献资料，理解蒙特卡罗方法的基本思想及其应用的一般步骤。
答：蒲丰投针实验内容是这样的：在平面上画有一组间距为a的平行线，将一根长度为L（L<a）的针任意掷在这个平面上，求此针与平行线中任一条相交的概率。
”布丰本人证明了，这个概率是：p=2L/（πa) (π为圆周率)利用这个公式可以用概率的方法得到圆周率的近似值。
所以，蒙特卡罗方法的基本思想就是：当试验次数充分多时，某一事件出现的频率近似等于该事件发生的概率。
一般步骤：（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、简述离散事件系统仿真的一般步骤。
（1）阐明问题与设定目标（2）仿真建模（3）数据采集（4）仿真模型的验证（5）仿真程序的编制与校核（6）仿真模型的运行（7）仿真输出结果的统计分析、以第二章图2-5所示的并行加工中心系统为对象，试分别画出相应的实体流图和活动循环图，并比较它们两者有何区别和练习。
（1）实体流图(2)活动循环图、以第二章中图2-5所示的并行加工中心系统为对象，建立Petri 网模型。
3214Petri 网模型的运行过程，并将分析结果同例3-5相比较。
、任取一整数作为种子值，采用第三题中得到的随机数发生器生成随机数序列的前200项数据，并对其统计性能进行检验。
解：由第3题可得到一个随机数发生器： a=5 b=9 c=3 m=512取种子值，生成的随机数序列前200项数据如下： nn1500000332326458458t 4t 3 P 1 t 1P 2P 6 P 3 P 5 t 2 P 4(2)t 3发生后 t 4t 3 P 1 t 1P 2P 6 P 3 P 5 t 2P 4(3)t 2发生后 (4)t 1不能发生t 4t 3 P 1t 1 P 2 P 6 P 3 P 5 t 2 P 4 (5)t 4发生后2161882272293245 3413413281228204 4206820291023511 5103103302558510 65186312553505 73333322528480 8168168332403355 9843331341778242 101658122351213189 1161310136948436 12508508372183135 13254349538678166 14247843039833321 15215310540160872 165281641363363 178383421818282 18418418431413389 19209345441948412 2022822845206315 211143119467878 225988647393393 23433433481968432 242168120492163115 25603915057866n n 5133333376828316 52166813277158347 5366315178238238 54758246791193169 55123320980848336 56104824811683147 5712312382738226 58618106831133109 59533218454836 6010810885183183 615433186918406 62158158872033497 63793281882488440 641408384892203155 65192338790778266 661938402911333309 67201347792154812682388340936363 69170316794318318 7083832695159357 7116339796288288 72488488971443419 73244339598209850 74197844299253253 7522131651001268244n n 1011223199126478478 1029984861272393345 10324333851281728192 1041928392129963451 10519634271302258210 106213890131105329 107453453132148148 1082268220133743231 1091103791341158134 110398398135673161 1111993457136808296 11222882401371483459 11312031791382298250 1148983861391253229 11519333971401148124 1161988452141623111 117226321514255846 118107854143233233 1192732731441168144 1201368344145723211 1211723187146105834 122938426147173173 123213385148868356 1244284281491783247 1252143951501238214n n 1511073491764848 152248248177243243 15312432191781218194 154109874179973461 1553733731802308260 1561868332181130327915716631271821398374 1586381261831873337 1596331211841688152 16060896185763251 1614834831861258234 16224183701871173149 1631853317188748236 1641588521891183159 165263263190798286 16613182941911433409 1671473449192204800 168224820019333 16910034911941818 17024584101959393 17120535196468468 17228281972343295 1731431431981478454 1747182061992273225 175103392001128104对上述数据进行参数检验如下：经计算可知，===因此可知统计量=()==()=假定显著性水平，则查表可知故可以认为：在显著性水平时，该随机数序列总体的均值和方差与均匀分布U（0,1）的均值和方差没有显著性的差异。
(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。
系统建模与仿真作业集课程设计 (2)
系统建模与仿真作业集课程设计引言本文档将介绍一个基于系统建模与仿真作业集的课程设计，详细说明系统设计和仿真的过程。
本课程设计旨在提高学生对系统建模与仿真的理解，并将这些理论知识应用到实际场景中。
通过本课程设计，学生将学习如何使用系统建模和仿真工具来设计和验证系统的性能和功能。
设计目标本课程设计的主要目标是通过实践帮助学生掌握以下技能：1.使用系统建模和仿真工具来设计和验证系统的性能和功能2.编写系统建模和仿真程序以完成建模和仿真任务3.将理论知识应用到实际场景中，提高学生对系统建模与仿真的理解设计步骤本课程设计的内容将围绕着以下三个方面进行：1.系统建模与仿真的理论2.使用系统建模与仿真工具进行系统建模与仿真3.实际案例的应用第一步：系统建模与仿真的理论在本课程设计的第一步中，学生将学习系统建模与仿真的理论。
这些理论将包括以下内容：1.系统建模与仿真的基本概念和原理2.系统建模与仿真的语言和工具3.系统建模与仿真的技术和方法课程设计者应该选择适合学生学习的教材和参考资料，并设计测试来帮助学生理解和掌握这些理论。
第二步：使用系统建模与仿真工具进行系统建模与仿真在本课程设计的第二步中，学生将学习如何使用系统建模与仿真工具来进行系统建模与仿真。
这些工具将包括以下内容：1.系统建模与仿真软件的介绍和应用2.系统建模与仿真的模型设计3.系统建模与仿真的参数设定与调整课程设计者应该提供示例程序和操作演示视频来帮助学生了解和熟悉这些工具。
第三步：实际案例的应用在本课程设计的第三步中，学生将学习如何将理论知识应用到实际场景中。
这些实际案例将包括以下内容：1.真实系统建模与仿真2.实际案例的模型和参数设定3.实际案例的仿真结果分析和评价课程设计者应该提供具有挑战性的案例和评估标准，来帮助学生提高实际运用系统建模与仿真技术的能力。
结论本课程设计基于系统建模与仿真作业集，通过三个步骤来帮助学生掌握和应用系统建模与仿真技术。
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病菌传染人数动态变化模型的仿真专业：机械电子工程姓名：王勇（10S030039）日期：2010年11月8日摘要本文利用已知的模型，运用MATLAB中Simulink工具箱对模型进行的准确的描述，然后进行仿真分析。
Simulink的每个子模型库包含有相应的功能模块，用户也可以定制和创建用户自已的模块,模型化图形输入是Simulink提供了一些按功能分类的基本的系统模块，通过对这些基本模块的调用，再将它们连接起来就可以构成所需要的系统模型，进而进行仿真与分析。
通过分析对传染情况有了准确的了解，利于对传染情况的控制。
关键字:建模,MATLAB/Simulink,分析AbstractThis paper using the known model, using MATLAB Simulink toolbox of model of accurate description, then the simulation analysis.Each submode Simulink this repository contains a corresponding function module, users can also customize and create user own module, modeling graph input is Simulink provides some according to the basic function classification system module, through to these basic modules calls, and then connect them up can form required system model, and then, a simulation and analysis.Through the analysis of infectious diseases have accurate understanding, benefit of infection status of control.Keywords：Modeling，MATLAB/Simulink，Analysis引言传染病是致病性(微)生物在人与人、动物与人及动物与动物之间相互传播的疾病,其流行既有隐蔽性又有突发性.不论急性还是慢性传染病都给人类健康带来极大灾难、给社会经济发展造成很大的损失。
导致传染病发生的因素有多种,如不科学的生活、生产方式,自然环境的破坏,耐药微生物的不断增多等等.降低传染病危害的关键在于预防及整个社会协调一致的努力.每个社会公民都应该掌握预防传染病方面的基本知识并不断提高预防意识,各级政府应该采取更加科学的管理和预防措施,并加强对传染病和突发性疾病的研究投入和推广现有疫苗的使用等。
对传染病人群传染情况的动态模型的分析了解有利于传染病的防治与治疗。
1 系统模型的描述已知某地区在有病菌传染下的描述三种类型人数变化的动态模型如下：112'X X X α=- 1(0)620X =2122'X X X X αβ=- 2(0)10X = 32'X X β= 3(0)70X =其中1X 表示可能传染的人数；2X 表示已经得病的人数；3X 表示已经治愈的人数；α=0.001；β=0.072。
2 simulink 进行的仿真分析2.1 用simulink 建立系统模型首先，我们采用MATLAB 中的Simulink 工具箱对其进行仿真。
Matlab 是矩阵实验室(Matrix Laboratory)之意。
除具备卓越的数值计算能力外，它还提供了专业水平的符号计算、文字处理、可视化建模仿真和实时控制等功能。
Matlab 的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用Matlab 来解算问题要比用C, FORTRAN 等语言完成相同的事情简捷得多。
Simulink 是Matlab 软件的扩展，它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包。
它与Matlab 语言的主要区别在于，其与用户交互接口是基于Windows 的模型化图形输入，其结果是使得用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建，而非语言的编程上。
Simulink 的每个子模型库包含有相应的功能模块，用户也可以定制和创建用户自已的模块,模型化图形输入是Simulink 提供了一些按功能分类的基本的系统模块，用户只需要知道这些模块的输入输出及模块的功能，而不必考察模块内部是如何实现的，通过对这些基本模块的调用，再将它们连接起来就可以构成所需要的系统模型（以.mdl 文件进行存取），进而进行仿真与分析。
除此之外，用户还可以在改变参数后迅速观看系统中发生的变化。
仿真的结果还可以存放到Matlab 的工作空间做事后处理。
仿真步骤如下。
1）在命令窗口中输入Simulink 后回车，或单击MATLAB 工具栏中的Simulink 图标则可打开Simulink 模型库窗口。
在File 菜单下选择new/model ，打开一个新的空白窗口，命名为“bingjun.mdl”。
2）建立此系统模型所需要的系统模块主要有：Continuous模块库中的Integrator模块：积分器模块。
Math运算库中的Product模块：乘法器，产生模块各输入的简积或商。
Math运算库中的Gain模块：信号增益模块。
Math运算库中的Add模块：信号相加。
3）按图2-1编辑三种类型人数变化的动态模型。
图2-1 simulink下编辑的三类人数变化的模型2.2 系统模块的参数设置Integrator模块的参数设置：双击该模块，可以在弹出的对话框中对积分的初始值进行修改，默认值为零。
在此模型中1(0)620X=；2(0)10X=；3(0)70X=。
参数设置对话框如图2-2所示。
图2-2 Integrator模块参数设置对话框Gain模块的参数设置：双击该模块，出现相应的模块参数设置对话框设置系统参数。
该模型中Gain为-0.001；Gain1为0.001；Gain2为-0.072。
参数设置对话框如图2-3所示。
图2-3 Gain模块参数设置对话框Product模块及Add模块的参数设置直接为缺省状态。
参数设置对话框如图2-4，2-5所示。
图2-4 Product模块参数设置对话框图2-5 Add模块参数设置对话框2.3 系统仿真分析Scope为信号显示器，显示仿真期间产生的信号，输出分析曲线。
Scope模块是一个用途非常广泛的显示模块，它以图形的方式直接显示指定的信号，对系统的仿真分析有重要作用。
Scope模块可以使用户对输出曲线进行各种控制调整，以便进行观测和分析输出结果，而非仅仅使用Scope的默认设置进行信号显示。
该模型中X,2X,3X的信号输出曲线如图2-6，2-7，2-8所示。
1图2-6X输出曲线1图2-7X输出曲线2图2-8X输出曲线33 用MATLAB语句进行仿真3.1MATLAB计算方法简介该模型的动态变化情况也可以通过直接编写MATLAB程序得以解决。
借助于常微分方程系统ODE，该系统处理的是初始值已知的一阶微分方程。
对于某一时间间隔 0≤t≤T，初始值问题的解决方法是将时间分成一组有限和离散的时间点，例如用相同的时间间隔t∆进行等分：t=i t∆，i=0,…..Ni其中时间步长t∆=T / N，N为某一整数。
这种导数能被微分方程的可微分的商所代替，微分方程表示在不同时间点的解。
这种方法的稳定性取决于t∆的大小和所采用的数值方法，用这种方法能得到 ODE的近似值。
在许多应用中有一些微分过程非常复杂的微分方程，在某些区域里这些方程要求有非常小的时间步长t∆。
解决这些问题的困难在于问题中涉及不同的时间尺度，如解的导数可能有较大的变化。
MATLAB使用龙格-库塔-芬尔格（Runge-Kutta-Fehlberg）方法来解决ODE 问题。
在有限点内计算求解，而这些点的间距由解本身来决定。
当解比较平滑时，区间内使用的点数少一些；在解变化很快时，区间内应使用较多的点。
函数ode45使用（4，5）阶的龙格-库塔-芬尔格方法。
该模型的仿真分析中选用函数ode45.3.2仿真及结果显示首先创建函数rosslor ，并将其保存在M 文件rosslor.m 中：function dx=rossler(t,x);dx=[-0.001*x(1)*x(2);0.001*x(1)*x(2)-0.072*x(2);0.072*x(2)];然后调用一个ODE 算法和画出解的图形：x0=[620;10;70];[t,y]=ode45('rossler',[0,20],x0);plot(t,y);所得结果如图3-1所示。
图3-1 1X ,2X ,3X 的信号输出曲线4 结果分析前述过程通过不同的仿真方法得到了未来20年内三种人数的动态变化情况。
我们可以使用Simulink工具箱中的Display模块得到各时间处的人数分布情况。
20年后该地区的患病情况如图3-2所示。
图3-2 20年后各种情况人数综述，从各曲线中可以看出X所表示的可能传染的人数呈逐年递减的趋势，120年后可能传染的人数大约为4人；X所表示的已经治愈的人数呈先上升后下2降的趋势，大概在12年达到最大值，20年后的人数约为260人；X所表示的3已经治愈的人数呈逐年增多的趋势，20年后约为436人。
5 结论利用已知模型及初始条件，运用MATLAB通过仿真方法的分析可以精确了解未来20年内三种人数的动态变化情况，十分有利于对该传染病情况的控制。
Simulink与MATLAB的无缝结合使建立仿真模型，监控仿真过程，分析仿真结果变得非常方便。
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