基于主体建模教程
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基于主体建模教程
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XJ Technologies Company Ltd
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基于主体建模教程
目录
关于此教程 (4)
1. 产品生命周期模型 (5)
1.1 创建一个新工程 (5)
1.2 创建主体 (6)
1.3 定义主体特性 (7)
1.4 定义主体行为 (11)
1.5 计数产品用户数 (14)
1.6 配置模型 (17)
1.7 运行模型 (18)
1.8 研究此过程 (18)
1.9 考虑口碑的影响 (21)
1.10 加入产品消耗逻辑 (24)
1.11 创建空间模型 (26)
1.12 创建动画 (29)
2. 扩展的产品生命周期模型 (37)
2.1 广告活动 (37)
2.2 多产品扩散 (40)
2.3 人群移动 (44)
2.4 人群迁移 (47)
3. 总结 (51)
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关于此教程
AnyLogic TM支持多种不同的建模技术。本教程覆盖了基于主体（agent-based）建模的步骤，基于主体的建模已经成功地应用于包括生态学，社会学，经济学，交通模拟等等许多领域在内的广泛范围。基于主体的建模用于对市场（主体作为潜在客户），竞争和供应链（主体作为公司），人口（主体作为家庭，个人，或选举人）等进行建模。基于主体的建模允许在假定系统各个基本成员行为的情况下对系统的一般行为进行观察，而不需要关于此系统的任何全局知识。
AnyLogic TM是唯一允许使用主体创建柔性模型，并且主体在其环境中可以相互交互的仿真工具。AnyLogic TM支持所有现有的指定主体行为的方法——状态图（statechart），同步和异步事件规划。
这一教程将简要向你介绍使用AnyLogic TM创建一个仿真模型的过程。其目的是向你介绍AnyLogic TM的用户界面和其他许多主要特性。
我们将创建一个简单的示范实例——产品生命周期模型，此模型用于预测新产品的销售情况。在第一节我们将创建经典的Bass扩散模型。然后我们通过考虑一些细节信息和向你介绍一些AnyLogic TM的高级特性来将此模型扩展。
请注意在如下文件夹中有一些文件供参考：Examples \ Agent Based Modeling Tutorial Models，这些文件中包括了本文所述编辑过程中的一些重要记录。如果你在创建模型过程中遇到任何困难，或你希望将你的模型与参考文件相比较，你可以使用这些参考文件。你可以使用Start Page以打开这些示例。在你关闭你正在编辑的模型之后，Start Page将自动出现。
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1. 产品生命周期模型
在这一教程中我们将创建产品生命周期模型。这一模型描述了产品的扩散过程。产品的潜在客户会受到广告和客户（那些已经购买了这种新产品的人）的口碑影响而购买产品。
1.1 创建一个新工程
首先，我们将为你的模型创建一个新工程。
创建一个新工程
1. 点击New Project 工具条按钮。此时即出现New Project对话框。
2. 点击Choose Location…按钮，然后浏览找到你希望保存你的工程文件的文件夹。
3. 指定工程名称。在Project name编辑框中，输入Product Life Cycle。
4. 点击OK。
此时即创建了一个新工程。你可以看到结构图（structure diagram）显示于AnlyLogic TM工作区中，Project窗口显示于左侧面板中，Properties窗口显示于右侧面板中。
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当在一个工程中进行工作之后，不要忘记点击
Save
以保存此工程。
1.2 创建主体
在创建基于主体的模型时，你要做的第一件事情就是创建主体。主体是基于主体的模型的基本构建模块。基于主体的模型包括多个主体以及它们的环境。根据一个主体与哪些其他主体发生交互，每个主体都被给予一系列规则；这些交互将产生整个系统的总体行为。在这一模型中，主体是人。
为了在AnyLogic TM 中创建主体，你需要使用活动对象类（active object class ）定义主体的内部结构，然后创建所需数量的类实例，每一实例即代表一个主体。
创建一个主体
1. 点击New Active Object Class
工具条按钮。
2.在打开的对话框中，指定新类的名称（Name of the new class）：Person。
Person类图即自动打开。
这样你就成功创建了一个类，此类将定义主体的内部结构。现在向模型中加入主体。为将主体放置于模型环境中，你需要将建模主体（人）的对象封装到建模环境的类（Main）中去。
将主体放置于环境中
1.在Project窗口中双击Main项目，打开Main类图。
2.将Person类从Project窗口中拖动到Main类的结构图中。
3.在Properties窗口的General页面中，输入对象的名称（Name）：people。
4.指定你希望放置于模型中的主体数量。在Properties窗口的Replication页面中，输入对
象的数量（Number of objects）：1000。
此时将自动创建所指定数量的类实例，每个实例代表一个主体。
这样我们就创建了所需数量的主体。现在我们需要使用类参数（parameters）和状态图（statechart）来定义主体属性和行为。
1.3 定义主体特性
你可以使用类参数（parameter）定义主体属性。由于所有主体都是同一个活动对象类（active object class）的实例，因此对每个主体，其基本的内部结构是相同的。类参数允许为每个主体分别定义其属性。
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定义个人的广告建议性
1.在Project窗口中，点击Person项目。
2.在Properties窗口，点击New Parameter…按钮。在打开的Parameter对话框中，设定
参数属性。
3.改变参数名称。在Name编辑框中输入Ad_Effectiveness。
4.定义参数数值。在Default value编辑框中，输入0.011。
5.你可以在Description编辑框中输入对此参数的简短描述。输入文本用于帮助向不熟悉此模
型的人进行解释。
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你可以看到在Parameters表格中加入了新的参数。
定义每人每年联系的数目
1.以同样方法创建参数。输入名称：Contact_Rate。
2.假定每人每年的联系频率为100。在Default value编辑框中，输入100。
1.
指定此人的说服力，即其与别人的联系中多大比例可以说服其熟人来购买此产品。
定义个人的所说服力
1.将参数命名为Adoption_Fraction。
2.设定参数值为0.015。
创建附加参数
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1. 在Project 窗口中双击Person 项目，打开Person 类图。
2. 点击
New Variable
工具条按钮，然后点击类图。此时图中即出现一个变量，显示为
蓝色圆圈。
3. 改变参数名称。在Properties 窗口中，在Name 编辑框中输入model 。
4. 定义变量类型（Type ）：Main 。这里Main 是环境对象类。
5. 指定参数的起始值。
我们需要此变量以简化主体对环境的访问。 6. 创建变量isAdopter ，并且此变量有如下属性：
一旦你将元素放置于结构图中之后，它即被选定，同时其属性将显示于Properties 窗口中。你可以根据你的模型需求，调整元素属性。
请注意Properties 窗口是上下文相关的——根据你所选择的元素类型不同，它将显示不同的选项。如果稍后调整属性，你应首先在Project 窗口中点击一元素以将其选定，或在结构图中选定它。
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这一变量将帮助我们了解此个人是现有客户还是潜在客户。
1.4 定义主体行为
主体行为通过状态图（statechart ）定义。
创建状态图
1. 在Project 窗口中双击Person 项目，打开Person 类图。
2. 首先，点击
Statechart
工具条按钮，然后点击类图。此时图中即显示状态图图标。
3. 双击此图标。即打开显示如下状态图的图表。
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4. 在Properties 窗口中，改变此状态图名称为adoption 。
5. 在状态图中，点击此状态，然后按F2键，将其重命名为PotentialAdopter 。由于起始状
态指针指向此状态，因此它为起始状态。直到此状态变为活跃，这个人将一直保持为潜在客户。
6. 绘制如下的状态图。
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7. 点击
State
工具条按钮，以加入更多状态，然后点击PotentialAdopter 状态之下的状
态图标。将此状态命名为Adopter 。这样在这一状态变为活跃时，这个人即变为客户。 8. 加入一个从PotentialAdopter 状态到Adopter 状态的转变。点击
Transition
工具条按
钮，然后点击上方状态的边缘，然后再点击下方状态的边缘。
9. 在Properties 窗口中，从Fire 下拉选单中选择After timeout ，然后指定Timeout 数值。
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此转变模拟了此人购买产品的过程。决定购买产品的决策时间与此人的广告建议性成指数关系。
1.5 计数产品客户
模型的主要目的是研究新产品如何被接受，因此我们希望能够知道在任一时刻有多少人已经购买了我们的产品。我们创建两个变量以计数产品的现有客户和潜在客户。
创建变量
1. 在Project 窗口中双击Main 项目，打开Main 类图。
2. 创建变量potential_adopters 。
exponential()函数是标准AnyLogic TM 随机数发生器。AnyLogic TM 也提供了其他随机数分布，如正态分布，均匀分布，三角分布等。请参考用户手册（Users’ Manual ）以了解所有这些随机数发生器的细节描述。在AnyLogic TM 的类参考手册（Class Reference ）中你可以查到发生函数及其参数信息。为打开AnyLogic TM 用户手册或类参考手册，请从
Help 菜单中选择对应菜单项。
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3. 创建变量adopters 。
修改状态图
1. 在Project 窗口中双击adoption 项目，打开adoption 状态图。
2. 点击PotentialAdopter 状态。在Properties 窗口中，指定该状态的进入行为（Entry action ）
和离开行为（Exit action ）。
当进入此状态时，我们将用于计数潜在客户的变量增加1。当离开此状态时，我们将此变量减少1。为确认所作出的改动，我们调用环境对象的setModified()函数。变量
isAdopter标明此人是否已经购买此产品（如果是，则为true，否则为false）。
3.用同样方法，我们设定Adopter状态的属性。
1.6 配置模型
模型仿真有一系列特定的设定。一组模型的设定称之为一个实验（experiment）。你可以创建多个替代模型设定，然后只需改变此模型的当前实验即可改变模型工作配置。
实验显示于模型树中的Experiments项目之下。
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默认情况下即已创建一个实验并命名为Simulation。这是一个简单实验（simple
experiment），提供了过程可视化的工具。在模型参数起重要作用，并且你需要分
析这些参数如何影响模型行为，或你希望找到你的模型的最优参数时，你也可以
使用多种其他类型的实验（如优化，风险评估，变化测试）。请查阅用户手册以了
解更多细节信息。
如果我们现在即运行此模型，则它将无限期工作。由于我们只想观察在用户接受产品过程发生时模型行为是怎样的，我们需要在系统达到平衡状态时停止此模型。在此模型中，超过8年购买过程将趋于平稳。由于在此模型中一个单位模型时间对应于一年，因此我们需要在8个单位时间之后停止模型。
设置模型停止条件
1.在Project窗口中，点击Simulation实验项目。
2.在Properties窗口的Additional选项卡中，选中Stop at time选框。在右侧的编辑框中，输入
8。这一模型将在8个单位模型时间后停止。
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1.7 运行模型
点击Build 工具条按钮以建造你的工程。如果你的工程中存在错误，则此建造操作失败，显示Output窗口，在其中列出你的工程中找到的错误。双击列表中的一个错误，打开此
错误的位置，然后改正此错误。
在工程成功建立之后，你可以通过点击
Run 工具条按钮以开始运行此模型。到这里，
你一直在AnyLogic TM的编辑器模式中工作。模型开始运行之后，即切换到查看器模式。在查
看器模式中，你可以控制模型执行，查看图表，动态改变参数，等等。
1.8 研究此过程
你可以使用AnyLogic TM图表（chart）以对所考察过程的动态行为进行研究。
我们将创建一个图表以显示客户数目如何变化。
创建图表
1.点击Step 工具栏按钮以准备运行模型。
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2.点击
New Chart 工具条按钮。此时即出现一个图表窗口。
3.选择需要在图表中显示的变量。右键点击图表窗口，从弹出菜单中选择Chart Setup此
时即出现Chart Setup对话框。
4.向下滚动Variable，parameters，and datasets列表，然后双击root.potential_adopters
变量，以将其加入到图表中。
5.用类似方法加入变量root.adopters。
6.点击OK。
配置图表
1.点击Step 工具栏按钮以准备运行模型。
2.右键点击图表窗口，从弹出菜单中选择Chart Options…在出现的对话框中设定图表的时
间范围。
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现在点击
Restart
以重新开始模型，然后点击
Run
。图表中显示了变量
potential_adopters 和adopters 随着仿真过程如何变化。
广告在每段时期内引发固定比例的潜在客户人群进行购买。
系统建模与仿真习题二 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)(+=，2 1)(+=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 s s 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。 2. 假定系统为： )(0001)(111000100001024269)(t u t x t x ????? ???????+????????????----= [])(2110)(t x t y = 请检查该系统是否为最小实现，如果不是最小实现，请从传递函数的角度解释该模型为何不是最小实现，并求其最小实现。 3. 双输入双输出系统的状态方程：
)(20201000)()(20224264)(75.025.075.125 .1125.15.025.025.025.125.425.25.025.1525.2)(t x t y t u t x t x ??????=????? ???????+????????????------------= （1）试将该模型输入到MATLAB 空间，并求出该模型相应的传递函数矩阵。 （2）将该状态空间模型转化为零极点增益模型，确定该系统是否为最小实现模型。如果不是，请将该模型的传递函数实现最小实现。 （3）若选择采样周期为s T 1.0=，求出离散后的状态方程模型和传递函数模型。 （4）对离散的状态空间模型进行连续变化，测试一下能否变回到原来的系统。 4. 假设系统的传递函数模型为： 222 )(2+++=s s s s G 系统状态的初始值为?? ????-21，假设系统的输入为t e t u 2)(-=。 （1）将该传递函数模型转化为状态空间模型。 （2）利用公式 ?--+=t t t A t t A d Bu e t x e t x 0 0)()()()(0)(τττ求解],0[t 的状态以及系统输出的解析解。 （3）根据上述的解析解作出s ]10,0[时间区间的状态以及系统输出曲线。 （4）采用lsim 函数方法直接作出s ]10,0[时间区间的状态以及系统输出曲线，并与（3）的结果作比较。 5. 已知矩阵 ???? ??????----=212332110A （1）取1:1.0:0=t ，利用expm(At)函数绘制求A 的状态转移矩阵，看运行的速度如何？ （2）采用以下程序绘制A 的状态转移矩阵的曲线，看运行的速度如何？ clc;clear; A=[0 1 -1;-2 -3 3;2 1 -2]; t=0:0.1:2; Nt=length(t);
一、基本概念 1、数字正弦载波调制 在通信中不少信道不能直接传送基带信号，必须用基带信号对载波波形的某些参量进行控制，使得载波的这些参量随基带信号的变化而变化，即所谓数字正弦载波调制。 2、数字正弦载波调制的分类。 在二进制时, 数字正弦载波调制可以分为振幅键控（ASK）、移频键控（FSK）和移相键控（PSK）三种基本信号形式。如黑板所示。 2、高斯白噪声信道 二、实验原理 1、实验系统组成 2、实验系统结构框图
图 1 2FSK信号在高斯白噪声信道中传输模拟框图 各个模块介绍p12 3、仿真程序 x=0:15;% x表示信噪比 y=x;% y表示信号的误比特率，它的长度与x相同FrequencySeparation=24000;% BFSK调制的频率间隔等于24KHz BitRate=10000;% 信源产生信号的bit率等于10kbit/s SimulationTime=10;% 仿真时间设置为10秒SamplesPerSymbol=2;% BFSK调制信号每个符号的抽样数等于2 for i=1:length(x)% 循环执行仿真程序 SNR=x(i);% 信道的信噪比依次取中的元素 sim('project_1');% 运行仿真程序得到的误比特率保存在工作区变量BitErrorRate中 y(i)=mean(BitErrorRate); end hold off% 准备一个空白的图 semilogy(x,y);%绘制的关系曲线图，纵坐标采用对数坐标 三、实验结论
图 4 2FSK信号误比特率与信噪比的关系曲线图 系统建模与仿真（二） ——BFSK在多径瑞利衰落信道中的传输性能 一、基本概念 多径瑞利衰落信道 二、实验原理 1、实验系统组成
第一届（2013）复杂管理系统建模与仿真国际研讨会征文通知 仿真建模、分析与优化，已经成为解决复杂管理系统的重要手段，正日益受到理论界和实践界的广泛关注。本会议的目标，旨在为国内外从事复杂管理系统建模与仿真的研究及实践人员提供一个高水平的、专业的论坛，通过思想碰撞与信息交流，探讨系统仿真领域的最新理论和实践，促进相互合作，进而推动仿真建模、分析与优化技术在复杂管理系统中的研究与应用。本会议邀请了国内外在仿真领域卓有建树的知名学者参加，如美国建模与仿真学会（SCS ）主席J. Fowler 教授，美国冬季仿真会议（WSC ）主任委员会委员J. Smith 教授，2012年WSC 会务主席美国亚利桑那大学Y .J. Son 教授等；以及中国系统仿真学会、广东省系统工程学会推荐的众多专家学者。会议将请各位专家学者就仿真理论、技术及其应用的最新进展做主题报告，大会还将组织针对性强的分组专题报告与研讨。第一届（2013）复杂管理系统建模与仿真国际研讨会期待您的参与和交流。 主办单位： 中国系统仿真学会离散仿真专业委员会 广东省系统工程学会 深圳大学 承办单位：深圳大学（管理学院） 赞助单位：深圳本斯集团 会议地点：中国·广东·深圳 会议网站：https://www.doczj.com/doc/263582580.html,/ismscs13/ 会议时间：2013年6月1日至2日 会议主席：李凤亮教授，深圳大学副校长 大会执行主席： 陈智民教授，深圳大学管理学院院长 周泓教授，北京航空航天大学 张光宇教授，广东省系统工程学会 Dr. J. Fowler ，Arizona StateUniv . (USA) Dr. J. Smith ，Auburn Univ . (USA) Dr. Y .J. Son ，Univ . of Arizona (U SA) 学术委员会主席：周泓教授，北京航空航天大学 学术委员会委员： Dr. J. Fowler ，Arizona StateUniv . (USA) Dr. J. Smith ，Auburn Univ . (USA) Dr. Y .J. Son ，Univ . of Arizona (U SA) Dr. P. Ahrweiler, Univ . of Dublin (Ireland) 范文慧教授，清华大学 何世伟教授，北京交通大学 胡斌教授，华中科技大学 隽志才教授，上海交通大学 任佩瑜教授，四川大学 卫军胡教授，西安交通大学 魏新教授，广东工业大学 徐哲教授，北京航空航天大学 徐宗昌教授，装甲兵工程学院 张光宇教授，广东工业大学 周明教授，深圳大学 朱一凡教授，国防科技大学 戈鹏副教授，四川大学 刘蕾副教授，电子科技大学 龚晓光副教授，华中科技大学 潘燕春副教授，深圳大学 赵晗萍副教授，北京师范大学 会议主题：复杂管理系统建模、仿真与分析---理论研究与应用实践。 议题范围（会议议题包括但不限于以下方面）： 1. 复杂管理系统建模：基于系统科学/系统工程的方法； 2. 仿真建模与分析的理论和方法，如离散事件仿真、系 统动力学仿真、多智能体仿真、嵌入式仿真等； 3. 仿真技术与工具； 4. 基于仿真的复杂系统优化； 5. 基于仿真的风险决策与分析； 6. 面向可持续发展的绿色生产与服务：基于仿真的研 究； 7. 系统仿真与信息系统整合：决策支持与智能化管理； 8. 仿真在复杂管理系统中的应用，包括生产制造系统、 供应链与物流系统、交通运输系统、计算机/通讯网络管理系统、医疗服务管理系统、旅游与智慧景区管理系统、作战与综合保障系统，以及循环经济、项目管理、流程再造、工程或技术管理、战略管理、信息管理与电子商务等各大领域。 会议出版物：会议拟将录用的论文以光盘形式出版，并申请国际权威检索机构（EI/ISTP ）审查收录。 论文投递：论文请用英文撰写，MS W ord 编辑，采用电子投稿方式，投递至大会邮箱ismscs2013@https://www.doczj.com/doc/263582580.html, ，论文格式规范详见会议网站https://www.doczj.com/doc/263582580.html,/ismscs13/。 最佳论文奖：大会将评选最佳论文奖（最多3篇），并颁发获奖证书。 重要时间：2013年3月1日，论文扩展摘要或全文（最多6页）投稿截止；2013年4月1日，论文录用与否通知；2013年5月15日，大会注册截止；2013年6月1日-2日，会议召开。 费用：版面费800元（5页内），每超一页加100元；会务费700元每位。版面费和会务费学生减半，详见会议网站。
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 、2 103)(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 s Transfer function: s^4 + s^3 + 10 s^2 + 28 s + 6 ------------------------------ 10 s^4 + 42 s^3 + 28 s^2 + 4 s Transfer function: 20 s^2 + 34 s + 6 -------------------------------- 10 s^4 + 42 s^3 + 30 s^2 + s – 9 2.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:
《生产系统建模与仿真》教学大纲 （理论课程） 开课系（部）：工程学院课程编号：010396 课程类型：专业课总学时：48 学分：3 适用专业：工业工程开课学期：2014-2015学年第一学期 先修课程：概率论与数理统计、C语言程序设计、系统工程导论 一、课程简述 《生产系统建模与仿真》是面向工程实际的应用型课程，是工业工程系的主导课程之一。学生通过本课程的学习能够初步运用仿真技术来发现生产系统中的关键问题，并通过改进措施的实现，提高生产能力和生产效率。 本课程具有较强的理论性，同时具有较强的实践性和应用性，能够有效增强学生的系统仿真理论基础，提高学生对系统仿真、分析工作的适应性，培养其开发创新能力。 本课程的教学目标是培养学生的设计能力、创新能力和工程意识。课程以制造型生产企业为核心，通过理论教学和实践环节相结合，阐述了离散事件系统建模与仿真技术在生产企业分析中的基本原理和方法。其容涉及计算机仿真技术在生产系统分析中的作用和原理、仿真软件的介绍，重点介绍排队系统、库存系统、加工系统以及输入、输出数据分析。本课程的目的是要求学生通过学习、课堂教育和上机训练，能了解如何运用计算机仿真技术模拟生产系统的布置和调度管理；并熟悉和掌握计算机仿真软件的基本操作和能够实现的功能；使学生了解计算机仿真的基本步骤。 二、课程要求 （一）教学方法 1、启发式课堂讨论 针对关键知识点、典型题和难题，通过教师提问，鼓励学生回答问题或请到讲台前做题，并请其他学生评判或提出不同的答案或不同的解决方法。目的是加强学生自主学习的能力和判断能力，培养主动思考的习惯，启发学生的探索精神。 2、重视在教学中加强知识演进的逻辑规律的讲解 提高学生的逻辑思维能力，培养学生分析问题、解决问题的能力。 3、加强计算机辅助设计、分析 将Flexsim仿真软件引入教学中。应用计算机辅助设计、分析，能方便的改变系统
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。
系统建模与仿真 开课对象：工业工程开课学期：6 学分：2学分；总学时：48学时；理论课学时：40学时； 实验学时：0 学时；上机学时：8学时 先修课程：概率论与数理统计 教材：系统建模与发展，齐欢，王小平编著，清华大学出版社，2004.7 参考书： 【1】离散事件系统建模与仿真，顾启泰，清华大学出版社 【2】现代系统建模与仿真技术，刘兴堂，西北工业大学出版社 【3】离散事件系统建模与仿真，王维平，国防科技大学出版社 【4】系统仿真导论，肖田元，清华大学出版社 【5】建模与仿真，王卫红，科学出版社 【6】仿真建模与分析(Simulaton Modeling and Analysis)(3rd eds.)，Averill M. Law, W.David Kelton，清华大学出版社/McGraw-Hill 一、课程的性质、目的和任务 建模与仿真是当代现代科学技术的主要内容，其技术已渗透到各学科和工程技术领域。本课程以一般系统理论为基础，让学生掌握适用于任何领域的建模与仿真的一般理论框架和基本方法。 本课程的目的和任务是使学生： 1．掌握建模基本理论； 2．掌握仿真的基本方法； 3．掌握一种仿真语言及仿真软件； 4．能够运用建模与仿真方法分析、解决工业工程领域的各种常见问题。 二、课程的基本要求 1．了解建模与仿真的作用和发展，理解组成要素。 2．掌握建模的几种基本方法，及模型简化的技术手段。 3．掌握建模的一般系统理论，认识随机数的产生的原因及统计控制方式。 4．能对离散事件进行仿真，并能分析运行结果。 三、课程的基本内容及学时分配 第一章绪论（3学时） 1．系统、模型、仿真的基本概念
管理系统仿真建模及应用结课论文 题目：计算机仿真技术的研究与发展 学院： 班级： 姓名： 学号：
计算机仿真技术的研究与发展 摘要：系统仿真技术也称为系统模拟技术,所谓电子通信系统的计算机仿真,就是利用计算机对实际电子通信系统物理模型或数字模型进行试验,通过这样模型实验来对一个实际系统的性能和工作状态进行分析和研究。在科研领域，计算机技术与系统仿真技术相结合，形成了计算机仿真技术，作为人们科学研究的一种新型方法，被人们应用到各个领域，用来解决人们用纯数学方法或者现实实验无法解决的问题，对科研领域技术成果的形成有着积极地促进作用。 关键字：计算机仿真技术；概述；现状；发展前景。 一、引言 计算机仿真技术是建立在系统科学、系统辨识、控制理论、计算方法和计算机技术等学科上的一门综合性很强的技术科学。它以计算机和专业实验设备为工具，以物理系统的数学模型为基础，通过数值计算的方法，对已经存在的或尚不存在的系统进行分析、研究和设计。目前，计算机仿真技术不但是科学研究的有力工具，也是分析、综合各类工程系统或非工程系统的一种研究方法和有力手段。 计算机仿真技术已经在机械制造、航空航天、交通运输、船舶工程、经济管理、工程建设、军事模拟以及医疗卫生等领域得到了广泛的应用。 二、计算机仿真概述 计算机仿真又称计算机模拟或计算机实验。所谓计算机仿真就是建立系统模型的仿真模型进而在电子计算机上对该仿真模型进行模拟
实验研究的过程。计算机仿真方法即以计算机仿真为手段，通过仿真模型模拟实际系统的运动来认识其规律的一种研究方法。计算机仿真作为分析和研究系统运行行为、揭示系统动态过程和运动规律的一种重要手段和方法, 随着系统科学研究的深入、控制理论、计算技术、计算机科学与技术的发展而形成的一门新兴学科。近年来, 随着信息处理技术的突飞猛进,使仿真技术得到迅速发展。 计算机仿真主要有以下三种仿真形式： 物理仿真：按照实际系统的物理性质构造系统的物理模型，并在物理模型上进行试验研究。直观形象，逼真度高，但代价高，周期长。在没有计算机以前，仿真都是利用实物或者它的模型来进行研究的。 半物理仿真：即物理数学仿真，一部分以数学模型描述，并把它仿真计算模型，一部分以实物方式引入仿真回路。针对存在建立数学模型困难的子系统的情况，必须使用此类仿真，如航空航天、武器系统等研究领域。 数字仿真：首先建立系统的数学模型，并将数学模型转化为仿真计算模型，通过仿真模型的运行达到对系统运行的目的。现代计算机仿真由仿真系统的软件/硬件环境，动画与图形显示、输入/输出等设备组成。 作为新兴的技术方法，与传统的物理实验相比较，计算机仿真有着很多无可替代的优点： 1. 模拟时间的可伸缩性 由于计算机仿真受人的控制，整个过程可控性比较强，仿真的时间可
, 第12章 MATLAB Simulink系统仿真 习题12 一、选择题 1．启动Simulink后，屏幕上出现的窗口是（）。A A．Simulink起始页 B．Simulink Library Browser窗口 C．Simulink Block Browser窗口 D．Simulink模型编辑窗口 2．模块的操作是在（）窗口中进行的。D A．Library Browser B．Model Browser ( C．Block Editer D．模型编辑 3．Integrator模块包含在（）模块库中。B A．Sources B．Continuous C．Sinks D．Math Operations 4．要在模型编辑窗口中复制模块，不正确的方法是（）。B A．单击要复制的模块，按住鼠标左键并同时按下Ctrl键，移动鼠标到适当位置放开鼠标 B．单击要复制的模块，按住鼠标左键并同时按下Shift键，移动鼠标到适当位置放开鼠标 C．在模型编辑窗口选择Edit→Copy命令和Edit→Paste命令 D．右键单击要复制的模块，从快捷菜单中选择Copy命令和Paste命令 | 5．已知仿真模型如图12-41（a）所示，示波器的输出结果如图12-41（b）所示。 （a）仿真模型
（b ）示波器输出结果 图12-41 习题仿真模型及仿真结果 则XY Graph 图形记录仪的输出结果是（ ）。C A ．正弦曲线 B ．余弦曲线 C ．单位圆 D ．椭圆 】 二、填空题 1．Simulink （能/不能）脱离MATLAB 环境运行。 2．建立Simulink 仿真模型是在 窗口进行的。模型编辑窗口 3．Simulink 仿真模型通常包括 、系统模块和 三种元素。 信号源（Source ），信宿（Sink ） 4．由控制信号控制执行的子系统称为 ，它分为 、 和 。 条件执行子系统，使能子系统，触发子系统，使能加触发子系统。 5．为子系统定制参数设置对话框和图标，使子系统本身有一个独立的操作界面，这种操作称为子系统的 。封装（Masking ） % 三、应用题 1．利用Simulink 仿真来实现摄氏温度到华氏温度的转换：9325f c T T = +。 2．利用Simulink 仿真)5cos 2513cos 91(cos 8)(2t ωt ωt ωπ A t x ++= ，取A=1，ω=2π。 3．设系统微分方程为 '(1)2y x y y =+??=? 试建立系统模型并仿真。 4．设计一个实现下面函数模块的子系统并对子系统进行封装。 Output = (Input1+ I nput2)×Input3-Input4
生产系统建模与仿真 实验报告 实验一Witness仿真软件认识 一、实验目的 1、学习、掌握Witness仿真软件的主要功能与使用方法； 2、学习生产系统的建模与仿真方法。 二、实验内容 学习、掌握Witness仿真软件的主要功能与使用方法 三、实验报告要求 1、写出实验目的: 2、写出简要实验步骤； 四、主要仪器、设备 1、计算机（满足Witness仿真软件的配置要求） 2、Witness工业物流仿真软件。 五、实验计划与安排 计划学时4学时 六、实验方法及步骤 实验目的： 1、对Witness的简单操作进行了解、熟悉，能够做到基本的操作，并能够进行简单的基础建模。 2、进一步了解Witness的建模与仿真过程。 实验步骤： Witness仿真软件是由英国lanner公司推出的功能强大的仿真软件系统。它可以用于离散事件系统的仿真，同时又可以用于连续流体（如液压、化工、水力）系统的仿真。目前已成功运用于国际数千家知名企业的解决方案项目，有机场设施布局
优化、机场物流规划、电气公司的流程改善、化学公司的供应链物流系统规划、工厂布局优化和分销物流系统规划等。 ◆Witness的安装与启动： ?安装环境：推荐P4 1.5G以上、内存512MB及以上、独立显卡64M以上显存，Windows98、Windows2000、Windows NT以及Windows XP的操作系统支持。 ?安装步骤：⑴将Witness2004系统光盘放入CD-ROM中，启动安装程序； ⑵选择语言（English）；⑶选择Manufacturing或Service；⑷选择授权方式（如加密狗方式）。 ?启动：按一般程序启动方式就可启动Witness2004，启动过程中需要输入许可证号。 ◆Witness2004的用户界面： ?系统主界面：正常启动Witness系统后，进入的主界面如下图所示： 主界面中的标题栏、菜单栏、工具栏状态栏等的基本操作与一般可视化界面操作大体上一致。这里重点提示元素选择窗口、用户元素窗口以及系统布局区。 ?元素列表窗口：共有五项内容，分类显示模型中已经建立和可以定义的模型元素。Simulation中显示当前建立的模型中的所有元素列表；Designer中显示当前Designer Elements中的所有元素列表；System中显示系默认的特殊地点；Type中
《建模与仿真》课程教学大纲 (Modeling and Simulation) 课程编码： 学分：2.5 总学时：40 适用专业：工业工程 先修课程：生产计划与控制、工程统计学、工程数学、运筹学、计算机编程技术 一、课程的性质、目的和任务 《建模与仿真》是面向工程实际的应用型课程，是工业工程系的主导课程之一。学生通过本课程的学习能够初步运用仿真技术来发现生产系统中的关键问题，并通过改进措施的实现，提高生产能力和生产效率。本课程的目的是要求学生通过学习、课堂教育和上机训练，能了解如何运用计算机仿真技术模拟生产系统的布置和调度管理。并熟悉和掌握计算机仿真软件的基本操作和能够实现的功能。使学生了解计算机仿真的基本步骤。结合本课程的特点，使学生掌握或提高系统化分析问题和解决问题的能力,为系统化管理生产打下基础。二、教学基本要求 具体在教学过程中要求学生应该达到： 1.全面了解本课程的性质与任务、框架内容以及理论和方法； 2.掌握仿真的概率统计基础知识。 3.掌握供理论模型建模方法。 4.掌握仿真模型的设计与实现方法。 5.熟练应用建模理论,对排队系统、库存系统、加工制造系统进行建模仿真。 三、教学内容与学时分配 离散事件系统仿真是仿真技术的重要领域，在规划论证、方案评估、计划调度、 加工制造、产品试验、生产培训、训练模拟、管理决策等方面得到广泛应用。本课程 深入地介绍了离散事件系统建模仿真的理论、方法和技术，突出对理论建模方法和计 算机实现技术的讲解，对离散事件系统建模仿真的发展和应用情况做了比较详尽的介 绍。 具体教学内容如下： 第一章绪论 4学时
本章分析了系统和制造系统定义、组成与特点，介绍了系统建模与仿真的基本概念和使用步骤，并给出应用案例。 本章教学目标： 本章教学基本要求： 了解常用术语及常用的仿真软件，了解仿真技术的的发展状况及应用。 理解系统与制造系统的定义及系统建模与仿真的概念及系统、模型与仿真之间的关系。 掌握制造系统建模与仿真的基本概念及基本步骤。 本章教学重点：制造系统建模与仿真的原则及基本步骤。 本章教学难点：制造系统建模与仿真的原则及基本步骤 第一节系统与制造系统 0.3学时 （一）什么是系统 （二）制造系统的组成与特点 第二节系统建模与仿真的基本概念。 0.3学时 (一)系统、模型与仿真的关系 (二)系统建模与仿真技术的特点 第三节制造系统建模与仿真的基本概念。 0.3学时 （一）制造系统建模与仿真的特点分析 （二）制造系统类型及建模元素 （三）制造系统仿真的功能分析 第四节系统建模与仿真的基本步骤 0.4学时 第五节系统建模与仿真的案例分析 0.5学时 （一）连杆生产线的组成与功能分析 （二）连杆生产线仿真模型的构建 （三）仿真逻辑的分析与定义 （四）仿真结果分析及系统优化 第二章系统建模与仿真的基本原理 2学时 本章在分析离散事件系统模型的分类和元素组成的基础上，介绍了建立系统模型的常用方法。 本章教学目标：使学生掌握常用的系统建模方法 本章教学基本要求：
制造系统建模与仿真在工业工程中的应用0713020 工业工程刘鹏 [摘要]介绍了企业发展和建模的必要性和必然性，分析了制造系统的建模与仿真在优化企业资源中的作用及意义，详细地论述了制造系统的建模与仿真在优化企业资源中的具体应用。 关键词：制造系统；建模与仿真；企业优化；仿真应用 系统建模与仿真技术的含义 系统建模与仿真技术是以相似原理、模型理论、系统技术、信息技术以及建模与仿真应用领域的有关专业技术为基础，以计算机系统、与应用相关的物理效应设备及仿真器为工具，利用模型参与已有或设想的系统进行研究、分析、设计、加工生产、试验、运行、评估、维护、和报废(全生命周期)活动的一门多学科的综合性技术。 仿真科学和技术的通用性和战略性 仿真的通用性表现在一切基础学科(如物理、化学、天文?)都可以通过仿真来研究；并可以极大地提高研究的安全性。仿真的战略性表现在一切复杂巨系统的研究都离不开仿真技术，可以说研究复杂巨系统采用仿真技术是唯一的途径。正如宋健院士所说：“系统仿真是科学实验的利器。 国内仿真技术发展 在我国仿真技术经过半个多世纪的发展，已经从军工走向国民经济。已经从工程走向非工程；已经从确定的小系统走向不确定的复杂巨系统。最初的仿真技术只是用计算机来求解方程，为了实时性，大
都采用电子模拟计算机。现在的仿真技术已经融合了信息技术、网络技术、系统技术、控制技术和高性能的计算技术，以完全崭新的面貌出现在我们的面前。 现在，摆在我们仿真工作者面前的任务是：在虚拟世界与真实世界之间架起一座桥梁；通过仿真技术构筑起一个平台，来勾画出创新型国家的轮廓，例如，国家正投入几个亿，来建设国家级研究经济模型的仿真实验室。 仿真技术，一方面反映了我国仿真技术和仿真技术应用发展的现状，另一方面，又对我国仿真技术今后的发展方向产生了指导作用。近年来，我国仿真技术及其应用的发展是十分迅猛的。仿真技术的发展，使人感到震惊。研究天文、地理、宇宙进化论等等，要依靠仿真，几乎没有哪个领域能离开仿真技术。凡是能写成方程的都要进行仿真。故应鼓励仿真界的科技人员发挥聪明才智，搞好仿真技术。 仿真技术的广度、深度、高度的提高，正反映了我国仿真技术和应用的发展。例如，“面向复杂性地理问题的虚拟研讨厅体系研究”，“复杂系统建模中的几个问题”等都是有代表性的好文章，反映了我国仿真技术已经在军事和国民经济的一些复杂巨系统研究建设中发挥越来越重要的作用。 1、制造系统的建模与仿真在优化企业资源中的作用及意义 计算机仿真技术作为一门高新技术，其方法学建立在计算机能力的基础之上。随着计算机技术的发展，仿真技术也得到迅速的发展，其应用领域及其作用也越来越大。尤其在航空、航天、国防及其他大
第一章习题 1-1什么是仿真？它所遵循的基本原则是什么？ 答：仿真是建立在控制理论，相似理论，信息处理技术和计算技术等理论基础之上的，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想的系统进行试验，并借助专家经验知识，统计数据和信息资料对试验结果进行分析和研究，进而做出决策的一门综合性的试验性科学。 它所遵循的基本原则是相似原理。 1-2在系统分析与设计中仿真法与解析法有何区别？各有什么特点？ 答：解析法就是运用已掌握的理论知识对控制系统进行理论上的分析，计算。它是一种纯物理意义上的实验分析方法，在对系统的认识过程中具有普遍意义。由于受到理论的不完善性以及对事物认识的不全面性等因素的影响，其应用往往有很大局限性。 仿真法基于相似原理，是在模型上所进行的系统性能分析与研究的实验方法。 1-3数字仿真包括那几个要素？其关系如何？ 答: 通常情况下，数字仿真实验包括三个基本要素，即实际系统，数学模型与计算机。由图可见，将实际系统抽象为数学模型，称之为一次模型化，它还涉及到系统辨识技术问题，统称为建模问题；将数学模型转化为可在计算机上运行的仿真模型，称之为二次模型化，这涉及到仿真技术问题，统称为仿真实验。 1-4为什么说模拟仿真较数字仿真精度低？其优点如何？。 答：由于受到电路元件精度的制约和容易受到外界的干扰，模拟仿真较数字仿真精度低 但模拟仿真具有如下优点： （1）描述连续的物理系统的动态过程比较自然和逼真。 （2）仿真速度极快，失真小，结果可信度高。 （3）能快速求解微分方程。模拟计算机运行时各运算器是并行工作的，模拟机的解题速度与原系统的复杂程度无关。 （4）可以灵活设置仿真试验的时间标尺，既可以进行实时仿真，也可以进
《系统建模与计算机仿真》研究生考试试卷 一、名词解释 1．系统：系统是指同类事物按一定的关系组成的整体。它包括工程系统、非工程系统、自然系统和人工系统。在定义一个系统时，首先要确定系统的边界，然后根据边界确定的系统的范围，边界以外对系统的作用称为输入，系统对边界以外的作用称为输出。系统三要素：实体、属性、活动。实体确定了系统的构成，也就确定了系统的边界；属性也称为描述变量，描述每一个实体的特征；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。 2．物理仿真：物理仿真也称实体仿真，其仿真过程是以真实系统的物理性质和几何形状相似为基础而其他性质不变来构造系统的物理模型（物理模型是用几何相似或物理类比方法建立的，它可以描述系统的内部特性，也可描述实验所需的环境条件），并在物理模型上进行实验的过程称为物理仿真。物理仿真优点是：直观、形象，也称为“模拟”；物理仿真缺点是：模型改变困难，实验限制多，投资较大。 3．分布交互仿真：分布交互仿真系统是一种基于计算机网络的仿真，其应用仿真理论、仿真计算机（或其他仿真设备）、通信网络、虚拟现实等技术广泛应用于军事领域，可支持作战人员训练、战术演练和武器装备论证，构造逼真的虚拟战场环境，进行作战任务的演练、指挥员训练、大规模武器系统作战效能评估等活动的先进的仿真技术。 4．并行计算：并行计算是指同时使用多种计算资源解决计算问题的过程，是提高计算机系统计算速度和处理能力的一种有效手段。它有两种含义：①同时性，是指两个或多个时间在同一时刻发生在多个资源中；②并发性，是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生在多个资源中。 5．虚拟现实：虚拟现实通常是指采用头盔显示器、数据手套等一系列新型交互设备构造出来的用以体验或感知虚拟境界的一种计算机软硬件环境，用户使用这些高级设备以自然的技能向计算机发送各种指令，并得到环境对用户视觉、听觉、触觉等多种感官信息的实时反馈。 6．计算机仿真：利用计算机模拟真实环境进行科学试验的一种技术。 7．多媒体仿真：将数字、文字、声音、图形、图像和动画等各种媒体有机组合,并与先进的计算机通信和广播电视技术相结合,形成一个可组织、存储、操纵和控制多媒体信息的集成环境和交互系统的仿真技术。 8．半实物仿真：也称硬件在回路中的仿真或“实时”仿真。在条件允许下尽可能地在仿真系统中接入实物，这样更接近于实际情况，从而得到更确切的信息，这种将实物与在计算机上实现的控制对象的仿真模型联接在一起进行试验的技术，因为一半使用的是虚拟对象，一半使用的是实物对象，所以称为半实物仿真。在这种试验中，控制器的动态特性、静态特性和非线性因素等都能真实地反映出来，因此它是一种更接近实际的仿真试验技术。这种仿真技术可用于修改控制器设计，同时也广泛用于产品的修改定型、产品改型和出厂检验等方面。半实物仿真的特点是：①只能是实时仿真，即仿真模型的时间标尺和自然时间标尺相同。②需要解决控制器与仿真计算机之间的接口问题。③半实物仿真的实验结果比数学仿真更接近实际。二、简答题 1．数学模型的作用主要有哪些？并用方框图来表示。建模的主要目标又是什么？答：作用：①数学模型可以帮助人们不断地加深对客观世界的认识，并且启发人们去进行可以获得满意结果的试验。②数学模型有助于提高人们的决策能力和对客观
《系统建模与仿真》课程大纲 课程名称（中文）：系统建模与仿真 课程名称（英文）：System Modeling and Simulation 课程编码：Y********C 开课单位：电气**学院 授课对象：硕士研究生 任课教师：王仁明 学时：32 学分：2学期：2 考核方式: 大型作业 先修课程：现代控制理论、数值分析 课程简介： 一、教学目的与基本要求： 本课程是电气信息类硕士研究生的基础学位课。通过本课程学习，掌握建模与仿真的基本方法和技术及其仿真结果分析方法。能熟练地运用这些方法和技术及MATLAB、mathematica 等软件对各类典型的系统进行建模与仿真，并对仿真结果进行有效地分析。了解建模与仿真的学科前沿，包括Agent 的建模方法，Swarm仿真，Petri网建模方法，分布建模与仿真。 二、课程内容与学时分配 1、课程主要内容： 系统建模与仿真的基本概念,方法论和计算机仿真实现技术.包括:系统建模方法论及其发展历史;层次分析法在系统建模中的应用; Matlab/Simulink系统建模与仿真基本原理及应用; 模糊控制系统建模与仿真; 遗传算法系统建模与仿真; 基于Petri网的建模与仿真; Agent 的建模与仿真. 2、课程具体安排： 三、实验、实践环节及习题内容与要求 布置大型作业,进行编程上机仿真. 四、教材及主要参考文献：
1、建模与仿真. 王红卫编著. 2002. 北京:科学出版社 1）系统仿真技术. 黄柯棣等编著. 1998. 长沙:国防科技大学出版社 2）离散事件系统建模与仿真. 顾启泰编著. 1999. 北京:**大学出版社 3）控制系统计算机辅助设计. 薛定宇编著. 2006. 北京:**大学出版社 4）连续系统仿真与离散事件系统仿真. 熊光楞,肖田元,张燕云. 1991. 北京:**大学出版社5）MATLAB7.0/Simulink6.0建模仿真开发与高级工程应用. 黄永安等编著. 2005. 北京:**大学出版社 6）基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用. 薛定宇等编著. 2002. 北京:**大学出版社 7）MATLAB 7.0控制系统应用与实例. 刘叔军等编著. 2006. 北京:机械工业出版社 撰写人：XXX 学位分委员会签字： 学院主管研究生教学院长签字：
车辆热管理系统的建模与仿真 作者：世冠工程公司 车辆热管理系统广泛意义上包括对所有车载热源系统进行综合管理与优化，现阶段主要研究对象通常以冷却系统为核心，综合考虑润滑系统油冷器、空调系统冷凝器及中冷器等与冷却系统之间的相互影响，而发动机冷启动特性研究和发动机舱流动传热分析为车辆热管理研究的首要问题。 典型的车辆冷却系统（见图1），包括：冷却水泵、发动机、油冷器、节温器、散热器、暖风与膨胀水箱等部件。 图1 典型车辆冷却系统结构 通过对系统进行建模仿真计算，必须考虑以下物理现象： 1.系统各支路流量、压力与温度分布； 2.节温器的工作特征； 3.系统动态过程温度波动； 4.系统各处的换热情况。 车辆冷却系统 AMESim针对车辆冷却系统提供了热库、热流体库及冷却系统库等专业库，涵盖了冷却系统建模所需要的全部部件，通过鼠标拖放操作就可以快速建立起冷却系统的仿真模型。
图2 AMESim车辆冷却系统模型 图2为应用AMESim建立起的车辆冷却系统模型，该模型需要输入的参数如下： 1.实际系统的管网结构； 2.采用冷却液的种类； 3.各段冷却水管的几何尺寸； 4.水泵特性曲线； 5.系统各部件的流阻特性（散热器、油冷器和水套等）； 6.散热器性能MAP图。 通过设定系统外部边界条件（大气压力、大气温度等）及系统初始条件，给定仿真周期，AMESim能够自动选择最优的积分算法与步长，快速完成系统瞬态计算。AMESim车辆冷却系统典型仿真结果见图3。
图3 AMESim车辆冷却系统仿真结果 由图3可见，通过AMESim建模仿真可以计算系统各支路流量与流动阻力，对系统整体性能进行评估，选择关键部件的尺寸并设计控制策略等。基于AMESim冷却系统解决方案，工程师可以研究新的部件、新型结构对系统效率和性能的影响，包括： 1.分析采用新型电子水泵和电子节温器的影响； 2.分析系统最高工作温度； 3.分析新的部件、新的布置结构以及管路尺寸的影响； 4.分析更高的水箱压力对汽蚀的影响。 发动机热模型 采用上述冷却系统模型并不能精确计算发动机的冷启过程，因为上述模型并没有考虑机体内存储的能量与机体内部的换热过程，因此，需要建立更加详细的发动机机体热模型，充分考虑机体内的换热过程。首先，考虑一个典型的发动机机体结构，为了建立发动机机体离散热模型，必须考虑热流体属性（润滑油、冷却液、空气和燃烧废气）、固体热容（铝、铸铁）以及这些热容间的传热（传导、对流和辐射）。发动机机体（见图4）被离散为以下热容结构（最少热容点离散方式，可以进一步细化）：油底壳、曲轴箱、曲轴、连杆、活塞、缸体外壁、气缸、气缸盖和凸轮轴。 图4 机体热模型基本结构 对发动机机体进行离散后，必须正确考虑离散后各部分之间的传热现象，包括： 1.各离散质量点之间的热传导（缸体、缸盖及活塞等）；
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(21320214213201 11R i R i u dt i i C u R i i u R i u R i u c c -=+= +++==? （3）式代入（2）式得： 42121320)()(1 R i i dt i i C R i u ++++=? （5） 消去中间变量21,i i 有 13 142430114131230111120)(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 -0.62 Continuous-time model.
制造系统建模与仿真学习心得 一、制造系统建模与仿真的含义 1．制造系统制造系统是制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员所组成的一个将制造资源转变为产品或半成品的输入／输出系统，它涉及产品生命周期(包括市场分析、产品设计、工艺规划、加工过程、装配、运输、产品销售、售后服务及回收处理等)的全过程或部分环节。其中，硬件包括厂房、生产设备、工具、刀具、计算机及网络等；软件包括制造理论、制造技术(制造工艺和制造方法等)、管理方法、制造信息及其有关的软件系统等；制造资源包括狭义制造资源和广义制造资源；狭义制造资源主要指物能资源，包括原材料、坯件、半成品、能源等；广义制造资源还包括硬件、软件、人员等。随着科技的进步，制造系统的发展也经历了传统手工生产、机械化、自动化孤岛、集成制造、并行工程和敏捷制造等几个阶段。 2．模型与仿真模型是对真实对象和真实关系中那些有用的和让人感兴趣的特性的抽象，是对系统某些本质方面的描述。它以各种可用的形式描述被研究系统的信息。系统模型并不是对真实系统的完全复现，而是对系统的抽象，而仿真是通过对模型的实验以达到研究系统的目的，当制造系统尚未建立或者研究时间长成本高以及从安全性考虑我们有必要对制造系统预先进行建模并仿真以确定系统的最佳结构和配置方案、防止较大的经济损失、确定合理高效的作业计划，从而提高经济效益。 制造系统建模与仿真技术是以相似原理、模型理论、系统技术、信息技术以及建模与仿真应用领域的有关专业技术为基础，以计算机系统、与应用相关的物理效应设备及仿真器为工具，利用模型参与已有或设想的制造系统进行研究、分析、设计、加工生产、试验、运行、评估、维护、和报废(全生命周期)活动的一门多学科的综合性技术。 二、系统建模与仿真的发展及类型 1．系统建模与仿真的发展大致经历了这么几个阶段：1600—1940年左右，这一时期的建模仿真主要是在物理科学基础上的建模；20世纪40年代，由于电子计算机的出现，建模仿真技术开始飞速发展；20世纪50年代中期，建模仿真开始应用与航空领域；20世纪60年代，这一阶段主要是工业控制过程中的仿真；20世纪70年代，开始出现了包括经济、社会和环境因素的大系统仿真。到70年代中期，出现了系统与仿真的结合，如用于随机网络建模的SLAM仿真系统。在这一时期，系统仿真开始与更高级的决策结合，出现了决策支