比值控制系统 问题的提出：在工业生产过程中，要求两种或多种物料流量成一定比例关系 要求严格控制比例。 最常见的是燃烧过程，燃料与空气要保持一定的比例关系，才能满足生产和环保的要求。 造纸过程中，浓纸浆与水要以一定的比例混合，才能制造出合格的纸浆，许多化学反应的诸个进料要保持一定的比例。 例如1、氨合成生产过程3H2+1N2=2NH3，要求H2和N2完全按照3：1进料。 2、造纸过程中，对纸浆浓度有要求，进料浓纸浆和水的进料就要满足一定比例。 如果有三个进料，对三个进料之间需要满足一定比例关系。 而我们之前学习的控制系统的控制达不到这样的控制要求。因此就要用到一个新的控制————比值控制系统基本概念： 1.比值控制系统（流量比值控制系统）：实现两个或两个以上参数符合一定比例关系的控制系统。 2.主物料或主动量：在保持比例关系的两种物料中处于主导地位的物料，称为主物料；表征主物料的参数称为主动量（主流量），用F1表示。 3.从物料或从动量：按照主物料进行配比，在控制过程中跟随主物料变化而变化的物料称为从物料；表征从物料特性的参数称为从动量（副流量），用F2表示。 4.有些场合，用不可控物料为主物料，用改变可控物料即从物料来实现比值关系。 5. 比值控制系统就是要实现从动量与主动量成一定的比值关系: K= F2/ F1 F2—为从动量A F1—为主动量B （从动量/主动量=K 常数）在比值控制系统中 从动量是跟随主动量变化的物料流量，因此，比值控制系统实际上是一种随动控制系统。 比值控制系统的类型： 开环比值控制系统 单闭环比值控制系统 双闭环比值控制系统 变比值比值控制系统 （串级比值控制系统） 开环比值控制系统 开环比值控制系统是最简单的比值控制系统，同时也是一个开环控制系统。 随着F1的变化，F2跟着变化，满足F2=KF1的要求。（阀门开度与F1之间成一定的比例关系）。 图P162 图5.1 开环比值控制缺点： 1.当F2因管线两端压力波动而发生变化时，系统不起控制作用，即F2本身无抗干扰能力。 2.适用于副流量较平稳且比值精度要求不高的场合。 特点：由于系统是开环的，对从动量F2有干扰无法克服，无法保持比值关系。 适用场合：适用于从动量较平稳且比值关系要求不高的场合，实际生产上很少用。 单闭环比值控制 图P162 图5.2 单闭环比值控制系统是为了克服开环比值系统存在的不足，在开环比值控制系统的基础上增加一个从动量的闭环控制系统。 单闭环比值控制原理： （1）、当F1不变而F2受到扰动，通过闭环实现定值控制，将F2调回到F1的给定值上。
多产品多阶段制造系统仿真与分析 一.关于问题 1. 系统描述 有一个制造车间由5 组机器组成，第1，2，3，4，5 组机器分别有3，2，4，3，1 台相同的机器。这个车间需要加工三种原料，三种原料分别要求完成4、3 和5 道工序，而每道工序必须在指定的机器组上处理，按照事先规定好的工艺顺序进行。 假定在保持车间逐日连续工作的条件下，对系统进行365 天的仿真运行（每天按8 小时计算），计算每组机器队列中的平均产品数以及平均等待时间。通过仿真运行，找出影响系统的瓶颈因素，并对模型加以改进。 2. 系统数据 三种原料到达车间的间隔时间分别服从均值为50，30，75 分钟的指数分布。 三种原料的工艺路线如表11.1 所示。第1 种原料首先在第3 组机器上加工，然后在第1 组、再在第2 组机器上加工，最后在第5 组机器上完成最后工序。第1 种原料在机器组3、1、2、5 加工，在机器组3、1、2、5 加工的平均时间分别为30、36、51、30；第2 种原料在机器组4、1、3 加工，在机器组4、1、3 加工的平均时间分别为66、48、45；第3 种原料在机器组2、5、1、4、3 加工，在机器组2、5、1、4、3 加工的平均时间分别为72、15、42、54、60。 表4.1原料加工工艺路线与各工序加工时间参数原料类型机器组别相继工序平均服务时间（Minute） 1 3，1，2，5 30，36，51，30 2 4，1， 3 66，48，45 3 2，5，1，4，3 72，15，42，54，60 如果一种原料到达车间时，发现该组机器全都忙着，该原料就在该组机器处的一个服从先进先出FIFO（First In First Out）规则的队列。前一天没有完成的任务，第二天继续加工。在某机器上完成一个工序的时间服从Erlang 分布，其平均值取决于原料的类别以及机器的组别。例如，表11.1 中的第2 类原料，它的第一道工序是在第 4 组机器上加工，加工时间服从均值为66 的Erlang 分布。 3.概念模型
系统仿真 1系统仿真概述 1.1定义及实质 所谓系统仿真（system simulation），就是根据系统分析的目的，在分析系统各要素性质及其相互关系的基础上，建立能描述系统结构或行为过程的、且具有一定逻辑关系或数量关系的仿真模型，据此进行试验或定量分析，以获得正确决策所需的各种信息。 系统仿真的实质是 ①它是一种对系统问题求数值解的计算技术。尤其当系统无法通过建立数学模型求解时，仿真技术能有效地来处理。 ②仿真是一种人为的试验手段。它和现实系统实验的差别在于，仿真实验不是依据实际环境，而是作为实际系统映象的系统模型以及相应的“人造”环境下进行的。这是仿真的主要功能。 ③仿真可以比较真实地描述系统的运行、演变及其发展过程。 1.2系统仿真的分类 根据仿真所采用的模型划分，可将仿真分为数学仿真和物理仿真两大类。 物理仿真亦称为实物仿真，它是在系统生产出样机后，将系统实物全部或部分的引入回路，由于物理仿真能将系统的实际参数、数学仿真中难以考虑到的非线性因素和干扰因素引入仿真回路，因此物理仿真更接近系统的实际情况，通过仿真可以检验实物系统工作的可靠性，可以准确地调整系统元部件的参数。 数学仿真就是将数学模型编排成模拟计算机的排题图或数值计算机的程序。这一过程是将原始数学模型转换成仿真模型，通过对计算机模型的运行达到对原始系统研究的目的，数学仿真在系统设计阶段和分析阶段是十分重要的，通过数学仿真可以检验理论设计的正确性。 1.3系统仿真的作用 ①仿真的过程也是实验的过程，而且还是系统地收集和积累信息的过程。尤其是对一些复杂的随机问题，应用仿真技术是提供所需信息的唯一令人满意的方法。 ②对一些难以建立物理模型和数学模型的对象系统，可通过仿真模型来顺利地解决预测、分析和评价等系统问题。 ③通过系统仿真，可以把一个复杂系统降阶成若干子系统以便于分析。 ④通过系统仿真，能启发新的思想或产生新的策略，还能暴露出原系统中隐藏着的一些问题，以便及时解决。 1.4适合于系统仿真的问题 ①难以用数学公式表示的系统，或者没有建立和求解数学模型的有效方法。 ②虽然可以用解析的方法解决问题，但数学的分析与计算过于复杂，这时计算机仿真可能提供简单可行的求解方法。 ③希望能在较短的时间内观察到系统发展的全过程，以估计某些参数对系统行为的影响。 ④难以在实际环境中进行实验和观察时，计算机仿真是唯一可行的方法，例如太空飞行的研究。 ⑤需要对系统或过程进行长期运行比较，从大量方案中寻找最优方案。
实验一：工艺原则布置 实验项目名称：工艺原则布置( ) 实验项目性质：综合性实验 所属课程名称：《设施规划与物流分析》 实验计划学时：学时 一、实验目的 通过本实验，掌握四种布置设计方法中最常用的工艺原则布置。 二、实验内容和要求 对于常用的工艺原则布置设计，最常用的设计方法为新建法（）和改建法（），最常用的工具是从至表（）。 本试验要求学生在熟练掌握工艺原则布置方法的基础上，使用物流仿真软件实现布置设计。 要求： . 认真学习教材第章第节 . 复习运筹学的二次分配问题 . 预先查阅遗传算法相关基本概念 三、实验主要仪器设备和材料 电脑，软件 四、实验方法、步骤及结果测试 见附录一 五、实验报告要求 实验报告要求：任选思考题中的一题 . 教材方法求解，确定你的最佳布置并计算物流量大小。 . 进行建模，可以仿照附录的步骤进行，相关的图、表、文字说明全过程体现在试验报告内。 . 请考虑并回答问题：如果只知道搬运量的从至表和作业单位设施的面积，以及总面积大小，具体位置不能确定，这时我们一般采用的是方法来进行布置设计，如何在实现？不需要你在里面建模，但是希望你考虑实现的方法和一些设想，请把这些思考内容体现在你的实验报告最后，这是体现综合性和设计性的关键点，也是决定你的成绩的评判标准之一。 这里我们统一：假设有台设备要布置到个工作地 ．作业单位到作业单位之间如果有物料交换，则二者间的搬运量为。(,…) (,…) ．工作地到工作地之间搬运距离为。(,…) (,…) ．总的物流量：，而工艺原则布置优劣评判的其中一个标准是。 问题回答： 、通过作业单位搬运量从至表和作业单位距离从至表运行程序得出物流相关表。
eM-Ｐｌaｎt 生产系统仿真软件功能介绍ｅM-Plaｎt是用C++实现的关于生产、物流和工程的仿真软件。它是面向对象的、图形化的、集成的建模、仿真工具,系统结构和实施都满足面向对象的要求。 e M－Plant可以对各种规模的工厂和生产线，包括大规模的跨国企业,建模、仿真和优化生产系统，分析和优化生产布局、资源利用率、产能和效率、物流和供需链，以便于承接不同大小的订单与混和产品的生产。它使用面向对象的技术和可以自定义的目标库来创建具有良好结构的层次化仿真模型,这种模型包括供应链、生产资源、控制策略、生产过程、商务过程。用户通过扩展的分析工具、
统计数据和图表来评估不同的解决方案并在生产计划的早期阶段做出迅速而可靠的决策。 用ｅM-Ｐlaｎｔ可以为生产设备、生产线、生产过程建立结构层次清晰的模型。这种模型的建立过程，使用了应用目标库（Appliｃation Object Librari ｅｓ)的组件,而应用目标库(AｐｐｌicaｔioｎObjｅct Libraｒies)是专门用于各种专业过程如总装、白车身、喷漆等等。用户可以从预定义好的资源、订单目录、操作计划、控制规则中进行选择。通过向库中加入自己的对象(objecｔ)来扩展系统库，用户可以获取被实践证实的工程经验用于进一步的仿真研究。 使用e M-Ｐlant仿真工具可以优化产量、缓解瓶颈、减少在加工零件。 考虑到内部和外部供应链、生产资源、商业运作过程,用户可以通过仿真模型分析不同变型产品的影响。用户可以评估不同的生产线的生产控制策略并验证主生产线和从生产线(sub-liｎｅs）的同步。 ｅM－Pｌａｎt能够定义各种物料流的规则并检查这些规则对生产线性能的影响。从系统库中挑选出来的控制规则（ｃontrol rｕlｅs）可以被进一步的细化以便应用于更复杂的控制模型。 用户使用e M-Plａｎｔ试验管理器（ExｐerimenｔManageｒ)可以定义试验,设置仿真运行的次数和时间,也可以在一次仿真中执行多次试验。用户可以结合数据文件，例如Exｃeｌ格式的文件来配置仿真试验。 使用ｅM-Pｌant可以自动为复杂的生产线找到并评估优化的解决方案。在考虑到诸如产量、在制品(invｅｎtｏｒy）、资源利用率、交货日期（ｄeｌivery daｔes）等多方面的限制条件的时候，采用遗传算法(geｎetic aｌgoｒiｔ
学号：2013133301 课程设计报告 题目双闭环比值系统仿真 学院计算机科学与信息工程学院 专业自动化 班级2013级自动化3 学生姓名刘博 指导教师吴诗贤 2016 年11 月26 日
摘要 3 一、课程设计任务 5 5 (1) PID控制原理及PID参数整定概述 5 (2) 基于稳定边界法的PID控制器参数整定算法7 (3) 利用Simulink建立仿真模型9 (4) 参数整定过程14 (5) 调试分析过程及仿真结果描述20 三、总结20
参考文献21
双闭环比值控制系统仿真 摘要： 双闭环比值控制系统的特点是在保持比值控制的前提下，主动量和从动量两个流量均构成闭环回路，这样克服了自身流量的干扰，使主、从流量都比较平稳,并使得工艺总负荷也较稳定。从动量控制回路是随动控制系统，期望系统响应快些，一般按单回路整定；主动量控制回路是定值控制系统，反应速度较慢时有利于从动控制回路的快速跟踪，一般整定为周期过程。主、从控制回路均选择PI控制方式。 MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。 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，并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。 Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink 具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵
知识点2 1. 结合具体制造系统或服务系统，分析离散事件动态系统的基本特征。 2. 什么叫“状态空间爆炸”？产生状态空间爆炸的原因是什么？它给系统性能分析带来哪些 挑战？ 3. 常用的离散事件系统建模方法有哪些，它们是如何分类的？ 4. 什么是马尔可夫特性？它在离散事件系统建模与分析中有什么作用？ 5. 根据功能不同，仿真模型（程序）可以分为哪三个层次？分析三个层次之间的关系。 6. 分析事件调度法、活动循环法、进程交互法和消息驱动法等仿真调度方法的特点，在分 析每种调度方法基本原理的基础上，阐述几种仿真调度方法之间的区别与联系，并绘制每种仿真调度方法的流程图。 7. 结合具体的离散事件系统，如银行、理发店、餐厅、超市、医院、作业车间等，采用事 件调度法、活动循环法或进程交互法分析建立此类系统的仿真模型，试分析仿真模型中的建模元素以及仿真调度流程。 8. 从系统描述、建模要点、仿真时钟推进机制等层面，比较事件调度法、活动循环法和进 程交互法的异同之处。 9. 什么叫仿真时钟，它在系统仿真中有什么作用？什么叫仿真时钟推进机制？常用的仿真 时钟推进机制有哪些？它们的主要特点是什么，分别适合于怎样的系统？ 10.结合具体的离散事件系统，分析若采用固定步长时间推进机制、下次事件时间推进机制 或混合时间推进机制时，分别具有哪些优点和缺点，以图形或文字等形式分析时钟推进流程。 11.什么叫仿真效率？什么叫仿真精度？分析影响仿真效率和仿真精度的因素？ 12.从仿真效率和仿真精度的角度，分析和比较三种仿真时钟推进机制的特点，并分析三种 仿真时钟推进机制分别适合于什么样的系统？ 13. 什么是蒲丰投针试验？绘制蒲丰投针试验原理图，通过推导蒲丰投针试验中针与任一直 线相交的概率，分析采用随机投针试验方法来确定圆周率π的原理。 14. 按照蒲丰投针试验的条件和要求，完成投针试验，在统计投针次数、针与直线的相交次 数的基础上，求解π的估计值，并以报表或图形等形式表达试验结果。具体要求如下： ①自行确定针的长度、直线之间的距离。 ②投针10次、20次、30次、40次、50次、…、100次、…、200次、…，分别计算针 与直线相交的概率、π的估计值。 ③以一随机变量描述上述试验结果，并通过编程或采用商品化软件，以图形、报表等形 式表示投针试验结果，分析其中的规律，并给出结论。 ④写出试验报告。 ⑤在熟悉投针试验原理的基础上，编制投针试验仿真程序，动态运行投针试验的过程。15．什么是蒙特卡洛仿真？它有什么特点，蒙特卡洛仿真应用的基本步骤是什么？ 16．采用C或C++等语言，分别编写产生均匀分布、正态分布、指数分布以及威布尔分布的伪随机数序列，通过改变每种分布中参数的数值，分析不同参数数值对随机数值的影响；通过对所产生的伪随机数分布区间的统计、分析和绘图，检验伪随机数的特性及其数值特征。 17. 对于制造系统而言，库存有哪些作用和功能？ 18. 在制造企业中，库存大致可以分成四种类型。简要论述四种库存的名称和功能。 19. 什么是安全库存、订货提前期？确定安全库存和订货提前期时分别需要考虑哪些因素？ 20. 什么叫“订货点法”？要确定订货点，需要哪些条件？订货点法适合于怎样的库存系统？
课程设计 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 成绩： 电子与信息工程学院 信息与通信工程系
课程设计评分标准
基于MATLAB的DSB系统的研究与仿真 摘要 本课程设计主要运用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台设计进行DSB系统的仿真。也就是用于实现DSB信号的调制解调过程。调制过程是一个频谱搬移的过程，它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。解调是调制的逆过程，即是将已调制的信号还原成原始基带信号的过程。信号的接收端就是通过解调来还原已调制信号从而读取发送端发送的信息。双边带DSB信号的解调采用相干解调法，这种方式被广泛应用在载波通信和短波无线电话通信中。 关键字：Simulink；DSB；调制；相干解调
目录 1 背景知识 (5) 2 仿真系统模型的设计 (5) 3 仿真的目的 (7) 4 使用MATLAB编程完成系统的仿真 (8) 4.1 DSB调制过程仿真代码 (8) 4.2 高斯白噪声信道分析 (9) 4.3 DSB调制解调系统的抗噪声性能 (12) 5 用simulink实现如上的系统 (17) 5.1 调制模块仿真结果 (17) 5.2 高斯白噪声信道仿真结果 (18) 5.3 解调模块仿真结果 (20) 5.4 总体模型仿真结果 (20) 6 心得体会 (22) 7 参考文献 (22)
1 背景知识 通信技术的发展日新月异，通信系统也日趋复杂，在通信系统的设计研发过程中，软件仿真已成为必不可少的一部分，电子设计自动化EDA技术已成为电子设计的潮流。随着信息技术的不断发展，涌现出了许多功能强大的电子仿真软件，如Workbench、Protel、Systemview、Matlab等。近几年，在学术界和工业领域，Simulink已经成为在动态系统建模和仿真方面应用最广泛的软件包之一。它的魅力在于强大的功能和使用方法。确切的说，它是对动态系统进行建模、仿真和分析的一个软件包。它支持线性和非线性系统、连续时间系统、离散时间系统等，而且系统可以是多进程的。 Simulink是MATLAB为模拟动态系统而提供的一个面向用户的交互式程序，它采用鼠标驱动方式，允许用户在屏幕上绘制框图，模拟系统并能动态的控制该系统。 Simulik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，进而进行仿真与分析。 2 仿真系统模型的设计 在AM信号中，载波分量并不携带信息，信息完全由边带传送。如果将载波抑制，只需在将直流0A去掉，即可输出抑制载波双边带信号，简称双边带信号（DSB）。DSB调制器模型如图1所示。
《生产系统仿真》教学大纲2014-2015学年第2学期 课程名称《生产系统仿真》任课老师李成松 工作单位机电学院
《生产系统仿真》教学大纲 课程编号： 开课学期：2014-2015学年第2学期 课程总学时：32学时 实习周（天）数：0 学分：2 一、教学对象： 《生产系统仿真》课程为工业工程专业的学科主干课程。适用于工业工程专业研究生。 二、教学目的 《生产系统仿真》是工业工程专业的重要的学科核心课程之一，是为培养工业工程人才适应制造型企业生产系统的规划、布置和改善的需要而设置的，通过本课程的学习使学生了解近年来国内外在制造系统规划设计领域的研究成果，结合现代企业的实际，把制造工艺与物流分析融为一体，围绕生产车间的设施规划，培养学生对复杂系统的定性和定量分析、规划、设汁和仿真分析的能力。 学完本课程后，学生要能够：了解生产系统仿真的定义及主要内容；理解生产系统仿真的核心理念和基本原则；掌握生产系统设计流程，能够应用工艺设计及工作研究、工位设计 物料搬运系统设计等技术对企业内生产系统并进行系统设计，能够对设计方案进行建模仿真并做出优化。 以制造型生产企业为核心，阐述了离散事件建模与仿真技术在生产企业分析中的应用原理和方法，旨在使学生对计算机仿真技术在生产系统的研究和分析方法上有一个正确的认识。首先说明了计算机仿真技术在生产系统分析中的作用和原理，然后针对生产系统组成的基本元素进行了建模方法的讨论，接着介绍了仿真输入、输出和系统评价的方法，最后系统地介绍了一个生产系统的仿真和分析实例。全书介绍了Flexsim离散事件仿真软件。
教学目的： 本课程是工业工程专业学生的专业课，是面向工程实际的应用型课程。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。 教学方法： 本课程内容包括课堂理论教学和上机仿真操作两部分组成。理论教学采用黑板板书和多媒体课件相结合的教学方法。通过理论分析和例题讲解，使学生牢固掌握基本概念、基本理论、和基本分析方法。通过上机操作，掌握Flexsim仿真软件基本的使用方法。总的要求为： 1、了解生产系统仿真模型的建立思路和仿真步骤； 2、掌握生产系统建模与仿真所需的数学基础知识； 3、掌握各类生产系统仿真的程序设计方法； 4、了解生产系统仿真经过分析方法。 各章教学要求及要点 第一章概论 课时分配：2课时 教学要求： 对系统、生产系统、系统模型等概念有一个比较清晰的理解。基本要求有： 1、了解系统和生产系统的概念及其组成； 2、掌握系统模型和系统仿真的概念及系统仿真的若干术语； 3、了解系统的各种分类方法； 4、了解系统建模和仿真的步骤。 教学内容： 第一节引言 第二节生产系统建模与仿真的基本概念 一、系统。 二、系统模型。 三、系统仿真。 四、系统仿真的若干术语。 五、系统举例。 六、系统仿真的类型。 七、连续系统与离散系统的区别。
课程设计报告 题目双闭环比值系统仿真 学院计算机科学与信息工程学院 专业自动化 班级2013级自动化3 学生姓名刘博 指导教师吴诗贤 2016 年11 月26 日
摘要 (3) 一、课程设计任务 (5) (5) (1)PID控制原理及PID参数整定概述 (5) (2)基于稳定边界法的PID控制器参数整定算法 (7) (3)利用Simulink建立仿真模型 (9) (4)参数整定过程 (14) (5)调试分析过程及仿真结果描述 (20) 三、总结 (20) 参考文献21
双闭环比值控制系统仿真 摘要： 双闭环比值控制系统的特点是在保持比值控制的前提下，主动量和从动量两个流量均构成闭环回路，这样克服了自身流量的干扰，使主、从流量都比较平稳,并使得工艺总负荷也较稳定。从动量控制回路是随动控制系统，期望系统响应快些，一般按单回路整定；主动量控制回路是定值控制系统，反应速度较慢时有利于从动控制回路的快速跟踪，一般整定为周期过程。主、从控制回路均选择PI控制方式。 MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。 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，并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。 Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件
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
课程设计 班级：姓名：学号：指导教师：成绩：原理 数字 课程设计报告 电子与信息工程学院 信息与通信工程系
课程设计评分标准 评分项目得分 报告书写及格式具有题目、摘要、目录、正文、参考文献（5分） 正文格式，图、表、参考文献引用等正确，排版美观（5分） 基础原理报告中是否体现被仿真系统的原理以及原理框图（5分） 仿真目的，仿真方法，仿真结果的意义表述清楚（5分） M文件仿真 做出信源，调制信号，解调信号波形（10分） 仿真参量丰富（如对频谱，信噪比，误码率等的分 析），仿真波形直观。（10分） Simulink仿真是否实现设计功能，各个模块的设计参数是否清晰（10分） 框图直观，有对不同参数条件下的仿真对比及结论（10分） 仿真参量丰富（如对频谱，信噪比，误码率等的分析），仿真波形直观。（10分） 答辩是否存在抄袭（10分） 对所仿真系统原理的提问回答情况（10分）对仿真过程提问的回答情况（10分） 总分
基于MATLAB的DSB系统的研究与仿真 摘要 本课程设计主要运用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台设计进行DSB系统的仿真。也就是用于实现DSB信号的调制解调过程。调制过程是一个频谱搬移的过程，它是将低频信号的频谱搬移到载频位置。解调是调制的逆过程，即是将已调制的信号还原成原始基带信号的过程。信号的接收端就是通过解调来还原已调制信号从而读取发送端发送的信息。双边带DSB信号的解调采用相干解调法，这种方式被广泛应用在载波通信和短波无线电话通信中。 关键字：Simulink；DSB；调制；相干解调
目录 1背景知识 (5) 2仿真系统模型的设计 (5) 3仿真的目的 (7) 4使用MATLAB编程完成系统的仿真 (8) 4.1DSB调制过程仿真代码 (8) 4.2高斯白噪声信道分析 (9) 4.3DSB调制解调系统的抗噪声性能 (12) 5用simulink实现如上的系统 (17) 5.1调制模块仿真结果 (17) 5.2高斯白噪声信道仿真结果 (18) 5.3解调模块仿真结果 (20) 5.4总体模型仿真结果 (20) 6心得体会 (22) 7参考文献 (22)
基于Matlab的Lorenz系统仿真研究
摘要：本文利用matlab这一数学工具对Lorenz系统进行了研究。首先使用matlab 分析求解Lorenz方程，利用matlab的绘图功能，直观地观察了Lorenz 混沌吸引子的三维图形，并简单观察了Lorenz混沌系统对初值的敏感性； 然后对Lorenz系统进行仿真，比较分析在不同参数下的Lorenz系统仿真结果；最后验证了通过添加反馈控制的方式，可以使Lorenz方程不稳定的平衡点成为稳定的平衡点。 关键词：Lorenz系统；matlab；混沌系统 1.引言 Lorenz方程是由美国著名的气象学家Lorenz在1963年为研究气候变化，通过对对流实验的研究，建立的三个确定性一阶非线性微分方程。这三个方程是混沌领域的经典方程，Lorenz系统也是第一个表现奇怪吸引子的连续动力系统，具有着举足轻重的作用。Lorenz方程的表达式如下： { dx dt =σ(y?x) dy dt =(μ?z)x?y dz dt =?bz+xy 其中，σ、μ、b为正实常数。 本文利用matlab这一数学工具，对Lorenz系统进行了研究，得到了仿真结果，加深了对Lorenz系统的认识。 2.matlab求解Lorenz方程并绘图 首先建立m文件“Lorenz.m”来定义Lorenz方程，固定σ=10，μ=30，b=8/3，程序如下所示： function dx=Lorenz(t,x) dx=[-10*(x(1)-x(2));30*x(1)-x(2)-x(1)*x(3);x(1)*x(2)-2.6667*x(3)]; end 然后利用ode45命令来求解Lorenz方程并绘制图形，初值取x=y=z=0.1。程序如下所示： >> clf >> x0=[0.1,0.1,0.1]; >> [t,x]=ode45('Lorenz',[0,100],x0); >> subplot(2,2,1) >> plot(x(:,1),x(:,3)) >> title('(a)') >> subplot(2,2,2)
Simulink 比值控制课后答案 作业题目： 在例一中如系统传递函数为43 ()151s G s e s -= +，其他参数不变，试对其进行单闭环比 值控制系统仿真分析，并讨论43 ()151 s G s e s -=+分母中“15”变化10%±时控制系统的鲁棒 性。 （1）分析从动量无调节器的开环系统稳定性。 由控制理论知，开环稳定性分析是系统校正的前提。系统稳定性的分析可利用Bode 图进行，编制MATLAB Bode 图绘制程序（M-dile ）如下： clear all close all T=15;K0=3;tao=4; num=[K0];den=[T,1]; G=tf(num,den,'inputdelay',tao); margin(G) 执行该程序得系统的Bode 图如图所示，可见系统是稳定的。幅值裕量为6.77dB ，对应增益为2.2。 -40-30-20-100 10M a g n i t u d e (d B )10 10101010 -2160 -1800-1440-1080-720 -3600P h a s e (d e g ) Bode Diagram Gm = 6.77 dB (at 0.431 rad/sec) , P m = 66.3 deg (at 0.189 rad/sec) Frequency (rad/sec) （2）选择从动量控制器形式及整定其参数。 根据工程整定的论述，选择PI 形式的控制器，即() I p K G s K s =+ 。本处采用稳定边界法整定系统。先让I K =0，调整p K 使系统等幅振荡（由稳定性分析图知在p K =2.2附近时系统震荡），即使系统处于临界稳定状态。
何为仿真？ 1定义 仿真技术是利用计算机并通过建立模型进行科学实验的一门多 学科综合性技术。它是它具有经济、可靠、实用、安全、可多次重 用的优点。 仿真是对现实系统的某一层次抽象属性的模仿。人们利用这样的模型进行试验，从中得到所需的信息，然后帮助人们对现实世界的某一层次的问题做出决策。仿真是一个相对概念，任何逼真的仿真都只能是对真实系统某些属性的逼近。仿真是有层次的，既要针对所欲处理的客观系统的问题，又要针对提出处理者的需求层次，否则很难评价一个仿真系统的优劣。 传统的仿真方法是一个迭代过程，即针对实际系统某一层次的特性（过程），抽象出一个模型，然后假设态势（输入），进行试验，由试验者判读输出结果和验证模型，根据判断的情况来修改模型和有关的参数。如此迭代地进行，直到认为这个模型已满足试验者对客观系统的某一层次的仿真目的为止。 模型对系统某一层次特性的抽象描述包括：系统的组成；各组成部分之间的静态、动态、逻辑关系；在某些输入条件下系统的 输出响应等。根据系统模型状态变量变化的特征，又可把系统模型分为：连续系统模型——状态变量是连续变化的；离散（事件）系统模型——状态变化在离散时间点（一般是不确定的）上发生 变化；混合型——上述两种的混合。
2发展历程 仿真是一种特别有效的研究手段。20世纪初仿真技术已得到应用。例如在实验室中建立水利模型，进行水利学方面的研究。 40～50年代航空、航天和原子能技术的发展推动了仿真技术的进步。60年代计算机技术的突飞猛进，为仿真技术提供了先进的工具，加速了仿真技术的发展。利用计算机实现对于系统的仿真研究不仅方便、灵活，而且也是经济的。因此计算机仿真在仿真技术中占有重 要地位。50年代初，连续系统的仿真研究绝大多数是在模拟计算机上进行的。50年代中期，人们开始利用数字计算机实现数字仿真。计算机仿真技术遂向模拟计算机仿真和数字计算机仿真两个方向发展。在模拟计算机仿真中增加逻辑控制和模拟存储功能之后，又出 现了混合模拟计算机仿真，以及把混合模拟计算机和数字计算机联 合在一起的混合计算机仿真。在发展仿真技术的过程中已研制出大 量仿真程序包和仿真语言。70年代后期，还研制成功专用的全数字并行仿真计算机。仿真技术来自于军事领域，但它不仅用于军事领域，在许多非军事领域也到了广泛的应用。例如：在军事领域中的 训练仿真；商业领域中的商业活动预测、决策、规划、评估；工业 领域中的工业系统规划、研制、评估及模拟训练；农业领域中的农 业系统规划、研制、评估，灾情预报、环境保护；在交通领域中的 驾驶模拟训练和交通管理中的应用；医学领域中的临床诊断及医用 图像识别等。 3主要仿真技术
目录 一、系统描述 .................................................................... .. (2) 二、仿真目的 .................................... .......................... .. (2) 三、收集数据 .................................................................... .. (2) 对排队系统各项数据进行统计分析 (2) 分布图 .................................................................... (4) 四、数据处理 .................................................................... (5) 五、模型设计.................................................................... . (7) 模型特点. ................................................. .............. (7)
流程图....................................................... ............ .. (8) 六、系统建模与仿真.................................................. .............. .. (9) 元素定义............................................................ ...... .. (9) 元素可视化（Display）设置 .................................................................. . (9) 元素细节设置................................................................... .. (11) 七、模型运行和数据报告.................................................................. . (12) 八、课程设计的体会.................................................................. .. (15) 九、参考文献.................................................................. . (16)
比值控制系统分析 发表时间：2019-03-06T16:01:10.690Z 来源：《电力设备》2018年第28期作者：田源[导读] 摘要：火电厂控制系统应用了各种类型的比值控制系统，如开环比值控制系统、单闭环比值控制系统、双比值控制系统及有逻辑规律的比值控制系统等。 （贵州省习水鼎泰能源开发有限责任公司贵州遵义 564611）摘要：火电厂控制系统应用了各种类型的比值控制系统，如开环比值控制系统、单闭环比值控制系统、双比值控制系统及有逻辑规律的比值控制系统等。本文就控制系统的设计思路、性能分析和比值控制系统分析。 关键词：比值控制；控制系统；系统分析 1.引言 在生产过程中，经常出现一种随动控制系统，它叫比值控制系统，能控制两种或两种以上的物质保持一定的比例关系，一旦出现比例失调就会影响生产的安全性和经济性。在这种系统控制的需要保持比例的两种物质中，必有一种处于主导地位，称为主动量，而另一种需要按主动量进行配比，称为从动量。 2.比值控制系统类型和原理分析 2.1开环比值控制系统 开环比值控制系统的原理图如图1所示。它是比值控制系统中最简单的控制方案。Q1是主动物料流量，Q2是从动物料流量，Q2随Q1改变而改变。在稳态下，两种物料流量关系满足Q2＝KQ1的要求。其中K为工艺指标规定的体积或质量流量的比值。在这个方案中，主动流量Q1仅有测量变送信号送入控制器（或比值器），而控制器并不控制它，即没有形成回路。相反，从动物料Q2没有测量变送信号，却只有控制信号，所以系统是开环的。 开环比值控制系统的特点是：系统简单，所用仪表少，仅需一台比例控制器就可以实现；整定也比较简单，控制器比例度可以根据比值要求设置。但是，这一方案仅适用于从动物料Q2在一定阀门开度下，流量很少变化或者相当稳定的场合。在这种系统中从动物料Q2的干扰是不可避免的。 （a）原理图（b）框图 图1 开环比值控制系统 2.2单闭环比值控制系统 工艺上要求两种物质的流量保持一定的比例关系，可以选用单闭环比值控制系统，如下图2所。 图2 单闭环比值控制 （a）系统结构框图（b）系统原理框图 系统稳定时，Q1/Q2=K。当Q1变化时经比值控制器按预先设置的比值使输出成比例地变化，也就是成比例地改变从动量控制器的给定值，从而使Q2跟随Q1变化，使得在新的稳定条件下保持Q1与 Q 2的比值K不变。 2.3双闭环比值控制系统 为了克服单闭环比值控制系统骒主流量不受控制扬引起的不足，在单闭环控制和基础上，设计了双闭环比值控制系统。 双闭环比值控制系统是由一个定值控制的主流量回路和一个跟随主流量变化的副流量控制回路组成。主流量控制回路能克服主流量扰动，实现其定值控制。副流量控制回路能抑制作用于副回路的中的扰动。当扰动消除后，主、副流量都回复到原设定值上，其比值不变。 双闭环比值控制系统能实现主流量的定值控制，使主、副流量均比较稳定，从而使总物料也比较平稳。因此，在工业生产过程自动化中，当要求负荷较平稳时，可采用这种控制方案。不过，该方案所用仪表较多，投资较高，而且投运较麻烦。 2.4有逻辑规律的比值控制系统 在某些比值控制系统中，不仅要求两个物料流量保持一定的比例。而且要求物料流量的变动还在一定的先后次序，称为有逻辑规律的比值控制系统。 例如在燃料控制系统中，希望燃料量与空气流量成一定的比例。而燃料量取决于蒸汽量的需要，常用蒸汽压力来反映，当蒸汽量要求增加即蒸汽压力降低时，燃料量也要增加。为了保证燃烧安全，应先加大空气量后加大燃料量，在减负荷时，应很先减燃料量后减空气量，以保证燃烧的安全性和经济性。为此可设计成有逻辑规律的比值控制系统，如图4所示。在图4中，PT、FT分别为压力、流量变送器；PC、FC分别为压力、流量控制器；HS、LS分别为高、低选器。
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