数据驱动的汽车总装线建模与仿真技术研究
武汉理工大学数学建模与仿真论文
武汉理工大学2014年数学建模课程论文题目：金属板的切割问题 姓名：李冬波 学院：自动化学院 专业：自动化 学号：012121136329 选课老师：何朗 2014年6月22日
摘要 金属板的切割问题要求对金属板的切割方式进行构思，希望通过数学可以达到效率较高、成本较低的可能性。应该先通过穷举的方法找到所有可能性，在所有可能性中保留最优的可能性。所谓最优即效率较高、成本较低的可能。 在确立了6种切割模式的基础上，再建立非线性规划的数学模型，以模式为基点，将题中订单需求转化为求解金属原料此目标函数的约束条件。在通过LINGO软件的数学规划模型求解功能求解出目标函数值，并通过检验证明，该模型求解出的最少原料使用量与具体切割模式是完全满足题目要求的。 关键词：切割模式、非线性规划、 LINGO
目录 一、问题重述 ------------------------------4 二、问题假设 ------------------------------4 三、模型建立----------------------------------------------5 符号说明------------------------------------------------5 建立模型------------------------------------------------5 四、模型求解----------------------------------------------6 五、求解结果---------------------------------------------7 六、结果检验分析---------------------------------------7 七丶结论-----------------------------------------------8 八、参考文献---------------------------------------------8
毕业论文----汽车防抱死制动系统的建模与仿真(含开题报告 中英文翻译)
分类号编号 毕业论文 题目汽车防抱制动系统的建模与仿真 ——模糊控制在ABS中的应用 学院机械学院 专业机械设计制造及其自动化
毕业设计任务书 设计题目：汽车防抱制动系统的建模与仿真 专业：机械设计制造及其自动化 班级学号： 姓名: 院、系：机械学院 2010年2 月26 日
一、毕业设计的目的 毕业设计是本科教育中培养学生的重要的实践性教学环节，也是最后一个教学环节。其目的： 1.培养学生综合运用基础理论知识、专业知识和技能，解决工程实际问题的能力； 2.培养学生运用机械设计手册、图册、国家标准规范和规程的能力； 3.培养学生学会机械设计的思想、方法和步骤，掌握计算方法、掌握计算机绘图及 编写工程设计文件等基本技能； 4.提高学生分析问题、解决问题和独立工作的能力。 二、主要设计内容 1.专业外文资料翻译； 2.毕业实习，实习报告； 3.开题报告； 4.汽车防抱制动系统的建模与仿真。 三、重点研究问题 1.汽车防抱制动系统的车辆仿真模型的建立； 2.采用的控制方法模型的建立； 四、主要技术指标和主要设计参数 1．收集资料确定一个自己的设计参数，在查阅资料后确定下来。 2．控制方法根据所查找文献自己确定。 五、设计成果要求 1.开题报告1份(要求3 000字左右、查阅文献10篇以上、文献综述引用5篇以上， 样表从教务处表格下载中下载)； 2.实习报告1份； 3.专业外文资料翻译1篇(不少于2 000汉字)； 4.毕业设计（论文）1份(设计说明书应在10000字以上，论文应在6000字以上， 包括封面、任务书、开题报告、中英文摘要、目录、正文、参考文献、附录)； 5.设计图纸一套（不少于A0图2张）； 6.所有内容电子文档一套； 7.毕业论文成果材料清单一份。
系统建模与仿真课程简介
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
汽车建模与仿真论文
基于Simulink的汽车ABS建模与仿真分析 摘要：汽车防抱死系统(ABS)是一种在制动时能够自动调节车轮制动力，防止车轮抱死以取得最佳制动效果的制动系统。该系统能够有效的缩短制动距离、提高制动时的方向稳定性，对汽车的行驶安全具有重要的意义。本文介绍了ABS的工作原 理，分析了ABS的系统模型，基于Matlab/Simulink环境, 建立了一个车辆制动防抱系统仿真模型，并对仿真结果进行了分析。关键词：制动；防抱死系统；建模仿真 Abstract:Anti-lock braking system(ABS) is a kind of device，which can regulate the wheel’s braking force automatically，prevent the wheels from locking and acquire the best effect during braking.This device is significant to steering safety. This paper introduced the principle of operation of ABS,analysed the system model of ABS,established a simulation model of vehicle ABS on Matlab/Simulink and had an analysis about the results. Key words:braking;ABS;modeling and simulation 前言 汽车是当今世界最主要的交通工具之一，而汽车运输的安全性、经济性和舒适性是人们所关注的焦点。汽车的制动性能是表征汽车行驶安全性的一个主要指标，重大的交通事故往往与制动距离过长和紧急制动时发生侧滑等情况有关，随着汽车拥有量和汽车平均行驶速度的不断提高，交通事故给人们带来的危害日益严重，研究和改善汽车的制动性能成为汽车设计与开发部门的重要课题。在汽车制动过程中，ABS会自动调节车轮轮缸的制动压力，把车轮滑移率控制在一定范围内，防止车轮产生抱死，达到提高汽车制动过程中的操纵稳定性、并缩短制动距离的目的。 开发汽车的ABS需要通过大量的实车试验来确定汽车ABS系统的结构与工作参数，也可以通过对汽车ABS系统的仿真研究初步确定ABS系统的参数，再确定实际汽车ABS系统的结构。通过少量的试验验证发现，后一种方法需要付出小的代价，研究开发周期短，是一般AB S系统研究经常采用的方法 1工作原理 ABS的基本控制是通过传感器监测制动过程中车辆的制动状态，有电子控制单元对个车轮轮速、参考车速、加减速度及滑移率等重要参数进行计算、分析、比较，根据这些参数对制动压力发出增压、保压或减压的控制指令，驱动调节器调节制动压力来控制汽车制动过程中的车轮运动状态，使车轮保持在最佳制动状态，获得最佳制动效果。 滑移率的定义：s=1-wR/v 式中：s—滑移率，%；v—车身速度，m/s；w—车轮速度，rad/s；R—车轮半径，m 。s=0时，车轮处于纯滚动状态;O 基于AMESim的气动系统 建模与仿真技术研究（版本A） 本文主要内容如下 (1)推导气体的流量、温度和压力方程。 (2)基于AMESim对普通气动回路进行仿真分析。并推导气动系统常用元件的 数学方程，在此基础上对气动元件及系统进行模型仿真分析。 (3)对气动比例位置系统进行建模与仿真研究，在系统仿真模型基础上进行 故障仿真研究。最后探讨基于 AMESim 的气动比例位置系统实时仿真研究。 1.气动系统建模的理论基础 气动系统和元件建模的首要任务就是要充分的明确空气的物理性质和空气的热力学性质，为准确的元件建模和系统仿真奠定基础。气动元件的结构是十分复杂的，但其中的基本规律和数学描述一般还是比较清楚的。经过前人的大量研究发现，气动系统的动态特性从本质上讲可以抽象为由一些基本环节所组成，比如放气环节、惯性环节和气容充气环节等等。而它们之间又是通过压力、力、位移、容积等参数相互关联相互影响的。 1.1 流量方程 流量特性表示元件的空气流通能力，将直接影响气动系统的动态特性。 所有的压力降取决于下面两个基本参数： a)声速流导 C(Sonic Conductance)——[null] b)临界压力比b(Critical Pressure Ratio)[S*m4/kg] ISO6358标准孔口—— 标准体积流量 设绝对温度T ，绝对压力p的工况下的体积流量为Q，基准状态和标准状态下的体积流量可表示为： 空气压缩机的输出流量通常用换算到吸入口的大气状态下的体积流量来表示。以上公式同样适用于从吸入口的大气状态到基准或标准状态的换算。 气动孔口流量 在气动系统中，一般需要计算通过节流口的气体压力、流量、温度等参数，但是由于气体的可压缩性，气体在通过节流口时是个很复杂的过程，节流口前后的流道突然收缩或扩张，气体在孔口前后均会形成涡流，产生强烈的摩擦，因而机械能变成热能具有不可逆过程。同时，由于流体运动的极不规则，同一界面上的各点参数极不均匀。为了研究气体的流量特性，基本上可将阀中的节流口理想地等价为一个小孔或收缩喷嘴，并用小孔或者收缩喷嘴的流量特性来表示其流量特性。 U G四驱车模型毕业设计 论文 Newly compiled on November 23, 2020 毕业设计说明书题目：四轮驱动赛车 目录 2—1 电动机. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2—2 开关. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .13 2—3 电机套. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .14 3—1 电池. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3—2 车身的基本套装. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .20 3—3 车壳的实体形成. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .21 摘要 本毕业设计的主要目的是为了开拓广大的玩具市场和满足爱车一族的珍藏喜好。 本毕业设计主要内容是设计按真四驱车缩小32倍对四驱车进行仿真设计造型，因考虑成本且实现运动和仿真，本设计简化了其结构而设计的四轮驱动模型车。本设计的材料选用塑料，以便减轻车子的负载和降低成本。把原本的动力源发动机改为电机驱动，通过简单的齿轮传动，改变运动方向和速度，使得轮轴的旋转，从而带动车轮的旋转，让车子运动起来，以达对真四驱车的运动仿真。本设计除了对玩具四驱车造型设计和运动，传动设计外，还熟练的应用UG软件对玩具四驱车进行了零部件的实体建模和装配。 第一章系统建模与仿真概述 系统：系统是由两个以上相互区别或相互作用的单元有机的结合在起来，完成某一功能的综合体。 系统的特征：1.系统的整体性 2.系统的层次性 3.系统的相关系 4.系统的目的性 5.系统对环境的适应性系统： 模型：模型是对系统的特征要素，有关信息和变化规律的一种抽象表述、它反映 了系统某些本质属性，描述了系统各要素间的相互关系，系统与环境之间的相互 作用。 模型的意义：1.客观实体系统很难做试验，或者根本不能做实验。 2.对象问题虽然可以做试验，但是利用模型更便于理解。 3.模型易于操作，利用模型的参数变化来了解现实问题的本质和规 律更加经济方便。 系统模型的种类：抽象模型和形象模型 抽象模型：数学模型图形模型计算机模型概念模型 形象模型：模拟模型实体模型 建立模型的步骤： 1.弄清问题，掌握实际情况 2.搜集资料 3.确定因素之间的关系 4.构造建模 5.求解模型 6.检验模型的正确性 系统建模预防针的一般方法和步骤（P17） 仿真的发展趋势：建模方法面对对象仿真分布交互仿真人工智能与 计算机仿真虚拟现实仿真 Internet网上仿真 第二章商贸物流系统建模与仿真 商贸流通在社会经济中的地位与作用：1，商贸流通是连接生产和消费的纽带； 2，商贸流通对生产具有反作用； 3，商贸流通是国民经济现代化的支柱。 商贸活动的内容： 1，商流，对象物所有权转移的活动称为商流。 2，物流，是指事物从供给方向需求方的转移。 3，资金流，主要是指资金流的转移过程，包括付款，转账等过程，是 整个商贸活动的目的。 4，信息流，指商品信息的提供，商品促销信息，技术支持，售后服务 等内容，也包括诸如询单价，报单价，付款通知单，转账通知单等商业贸易单证以及交易 方的支付能力和支付信誉。 预测：所谓预测就是人们对某一不确定的或未知事件的表述。 预测的作用：从变化的事物中找出使事物发生变化的变化的固有规律，寻找和研究各种变化现象的背景及其演变的逻辑关系，从而去揭示事物未来的面貌。 判断预测方法：一，部门负责人评判预测法；二，销售人员估计法；三，德尔菲法；四， 历时类比法。 德尔菲法：依靠技术专家小组背靠背景来判断，来代替面对面的会议，是不同专家将分歧的幅度和理由都能够表达出来，经过客观分析以求达到客观规律的一致意见。 时间序列预测技术：一，移动平均预测法（计算题p30例2）； 二，指数平均预测法。 DRP：是分销需求计划的简称，它是MRP原理和技术在流通领域中的应用。该技术主要解决分销物资的应用和调度问题，其基本目标是合理进行分销物资和资源配置，以达到既有效 地满足市场需求优势的配置费用最省的目的。 *DRP的基本概念 1.库存：指仓库或物流中心实际存在的物资数量。 2.安全库存：为便于生产经营活动正常进行，防止因需求货供应的波动 引起缺货或停工待料，经常在仓库各项目保持一定数量的计划库存量， 成为安全库存。 3.期初和期末库存：指在论述的时间段开始和结束时本单位的实际库存。 4.进货提前期：指从发出订货到所定货物运回并入库所需要的时间长度。 5.送货提前期：指从接收订单到货物送到用户手中并接收入库的时间长度。 6.在途物资：指供应商已经接受订单备货，但尚未来到本单位入库的物资。 7.订货批量：指一次订货所订的物资数量。 8.时间周期：就是根据实际需要划分的时间段信息，如一日，周，月划分。 9.计划期：是指DRP尽心运算的整个时间段，可能是一个月，一个季度 或一年，他可划分为几个计划周期。 10.物流中心：从事物流活动的具有完善的信息网络的场所或组织。 BOD简介：B OD是MRP中物料清单BOM的概念和结构在分销领域的运用，它同BOM在产品结构树中连接各零件和成品一样，在供应方和各个需求方之间架起了一座沟通的桥梁。 DRP在分销网络中的运作原理（p43DRP原理图） 一、物流系统建模与仿真软件简介 由于物流系统变得越来越复杂并且内部关联性越来越强。仿真是公司检验其物流系统及决策是否真的高效的唯一可用技术了。在设计一个新的工厂或系统，对已由系统添加新设备或重新优化，仿真都是非常必要的。同时仿真还用来提供直觉的和经验的决策支持。在当今市面上，仿真可用使用专用软件来实现。由于存在着如此多的仿真软件，如何正确的选择软件至关重要。下面列举出典型的系统仿真软件[3]。 软件名称简介 （1）20-sim 20-sim是由Twente大学控制实验室开发的运行于Windows系统下的建模与仿真软件。作为著名软件包TUTSIM的后续产品，它完全支持图形建模，让用户在直观和友善的方式对动态系统进行设计和分析，同MATLAB和Simulink可以方便的进行建模与仿真的交互。使用20-sim，我们可以仿真动态系统（例如电力、机械、水动力系统或它们的组合系统）的各种行为。 （2）arena该软件可以用来模拟服务、制造、运输、物流、供应链和其它系统。（3）Automod该软件提供了真实的三维虚拟现实动画，使得仿真模型非常用以理 解；提供了高级的特征让用户可以仿真复杂的活动，如机器人、设 备工具、生产线等的运动和转动。该软件还为用户提供了一套基于 专家系统的物料搬运系统，它是根据工业自动化的真实运行经验开 发的。这些包括输送链、自动存储和检索系统，桥式起重机等。（4）Awesim Awesim提供生产系统动态模型的仿真机。动画使用图形界面构建， 用户可以对交互式仿真进行特定的控制。 （5）Easy5由波音公司开发的用来模拟和仿真包含水力、风力、机械、热、电 子和数字等子系统的动态系统软件包。包括了一整套控制系统建 模、分析和设计功能。 （6）Idef该软件是一种流程图析软件，可以非常容易的适用流程图来绘制和 表述流程。它能够提供比传统流程图更多的信息。流程中包含的流 程、流程约束、人和其他资源能够被整合到一起。 （7）Intrax该软件能够提供许多被建模和仿真实际流程的管理决策。它能够被 用来执行战略（同战略视图，同步价值链视图相符合的现实），流 程改善（工序改善、生产力改善、节约循环时间），同步价值链（动 态视觉，同步约束）和日常运作（可对比的运作替代方案，短期变 化影响力的检验）等的模拟和仿真。 （8）Manufacturing Engineering 该软件提供离散仿真功能来解决制造问题和设计制造方案。它在广阔的应用领域中预测产出率，人工和其他的绩效。 （9）Matlab该软件是组合的数字计算、高级图形技术和可视化、高级编程语言 的集成计算机算环境。Simulink式用来对动态系统进行建模、仿真 和分析的交互式工具。它可以构建图形化的结构图，模拟动态系统， 评估系统绩效和精炼设计。 （10）Modsim该软件可以用来仿真像港口，铁路网和航空管制等的管理模型。还 可以用来仿真制造系统。 （11）Promodel该软件可以对制造系统、仓储系统和物流系统的评估、规划或重新 设计进行仿真。典型应用包括精益制造的实施，周期事件的降低， 设备投资决策，产出率和能力分析，识别和排除瓶颈，资源分配等。 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 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 物流系统建模与仿真考前复习题 1、名词解释（5*4分） （1）系统：系统是由若干可以相互区别、相互联系而又相互作用的要素所组成，在一定的阶层结构形成中分布，在给定的环境约束下，为达到整体的目的而存在的有机集合体。 （2）物流系统模型：物流系统模型是对物流系统特征要素、有关信息和变化规律的一种抽象表达，描述了系统各要素之间的相互关系、系统与环境之间的相互作用，以反映系统的某些本质。 （3）系统仿真：应用数学模型、相应的实用模型的装置、计算机系统、部分实物的仿真系统，对某一给定系统进行数学模拟、半实物模拟、实物模拟，以便分析、设计、研究这种给定系统；或者利用这种仿真训练给定系统的专业人员。 （4）离散事件系统：指系统状态在某些随机时间点上发生离散变化的系统。离散事件动态系统，本质上属于人造系统 （4）实体：实体是描述系统的三个基本要素(实体、属性、活动)之一。在离散事件系统中的实体可分为两大类：临时实体及永久实体。在系统中只存在一段时间的实体叫临时实体。这类实体由系统外部到达系统，通过系统，最终离开系统。临时实体按一定规律不断地到达(产生)，在永久实体作用下通过系统，最后离开系统，整个系统呈现出动态过程。 （5）事件：事件就是引起系统状态发生变化的行为。从某种意义上说，这类系统是由 事件来驱动的。在一个系统中，往往有许多类事件，而事件的发生一般与某一类实体相联系，某一类事件的发生还可能会引起别的事件发生，或者是另一类事件发生的条件等，为了实现对系统中的事件进行管理，仿真模型中必须建立事件表，表中记录每一发生了的或将要发生的事件类型和发生时问，以及与该事件相联的实体的有关属性等。 （6）仿真时钟：仿真钟用于表示仿真时间的变化。离散事件动态系统的状态是在离散时间点上发生变化的，并且由于引起状态变化的事件发生时间的随机性，仿真钟的推进步长是随机的。如果两个相邻发生的事件之间系统状态不发生任何变化，则仿真钟可以跨过这些“不活动”周期。从一个事件发生时刻推进到下一事件发生时刻，仿真钟的推进呈跳跃性，推进速度具有随机性。 （7）事件调度法：仿真模型中的时间控制部件用于控制仿真钟的推进。在事件调度法中，事件表按事件发生时间先后顺序安排事件。时间控制部件始终从事件表中选择具有最早发生时问的事件记录，然后将仿真钟修改到该事件发生时刻。对每一类事件，仿真模型有相应的事件子程序。每一个事件记录包含该事件的若干个属性，其中事件类型是必不可少的，要根据事件类型调用相应的事件子程序。在事件子程序中，处理该事件发生时系统状态的变化，进行用户所需要的统计计算；如果是条件事件，则应首先进行条件测试，以确定该事件是否确能发生。如果条件不满足，则推迟或取消该事件。该事件子程序处理完后返回时问控制部件。 （8）进程交互法：一个进程包含若干个有序事件及有序活动。进程交互法采用进程描述系统，它将模型中的主动成分所发生的事件及活动按时间顺序进行组合，从而形成进程表，一个成分一旦进入进程，它将完成该进程的全部活动。 （9）连接：通过对象之间的连接定义仿真模型的流程，模型中对象之间是通过端口来 系统仿真：以计算机和其它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，并借助于专家经验知识、统计数据和信息资料对试验结果进行分析研究，进而做出决策的一门综合性和试验性学科 1. 系统三要素：实体属性活动 2. 仿真三要素和三活动 三要素：系统模型计算机 三活动：系统建模仿真建模仿真实验 仿真步骤： 系统建模仿真建模程序设计仿真输出分析 3. 仿真分类 （1）根据模型的种类：物理仿真数学仿真/计算机仿真物理－数学仿真（半实物仿真）（2）仿真时钟和实际时钟的比例：实时仿真亚实时仿真超实时仿真 （3）根据系统模型的特性：连续系统仿真离散事件系统仿真 4. 离散系统实体属性实体的特征用特征参数或变量表示（实体的分类实体行为的描述排队规则）事件离散事件系统由事件来驱动的（顾客到达顾客离开）活动实体在两个事件之间保持某一状态的持续过程；用于表示两个可以区分的事件之间的过程，它标志着系统状态的转移。（顾客到达。排队。服务开始事件。服务。离开）进程由若干个有序事件及若干有序活动组成，描述包括事件及活动间的相互逻辑关系及时序关系（顾客到达。排队。服务开始事件。服务。离开） 5 仿真钟的推进 事件调度法：选择具有最早发生时刻的事件按照事件发生的先后顺序不断执行相应的事件例程固定增量时间：选择适当的时间单位T 作为仿真钟推进时的增量若该步内若无事件发生，则仿真钟再推进一个单位时间T。 该步内有若干个事件发生，则认为这些事件均发生在该步的结束时刻处理这些事件时 用户必须规定当出现这种情况时各类事件处理的优先顺序。 6 库存订货量：Q 重新订货点：RL 订货提前期：LT 订货准备时间、发出订单、供方接受订货、供方生产、产品发运、产品到达、提货、验收、入库等提前期为随机变量。 库存 5 大要素：（1）需求按需求的时间特征：连续性需求、间断性需求 按需求的数量特征：确定性需求、随机性需求 （2 ）补充（订货）订货提前期（从订货到进货的时间） 订货周期订货量 （3 ）库存最小库存量（安全库存）最大库存量（4 ）费用订货费库存费缺 货损失费生产费用（库存系统的目标：在满足需求的前提下库存费用最低） （5）存储策略tO循环策略：每隔固定时间tO补充固定库存量Q0 ,适应 于需求恒定情况（定时定量） （s, S）策略：设库存余额为I, s为安全库存量，S为最大库 存量（库存容量），当存储量I>s 时不补充； 当存储量I Ws时，补充量Q=S-I。适应于不允许 缺货,但管理难的情况（定量订货） （t, s, S）策略：经过时间t检查库存量I，当I>S时，不补 充；当I < s,补充库存量到S。订货时间确定（定 时订货） 策略优劣：采用此策略后所需的费用作为衡量的标准） 《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：Y0703023C 开课单位：电气信息学院 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MA TLAB、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:清华大学出版社 3）控制系统计算机辅助设计. 薛定宇编著. 2006. 北京:清华大学出版社 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:清华大学出版社 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:清华大学出版社 6）基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用. 薛定宇等编著. 2002. 北京:清华大学出版社 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：王仁明 学位分委员会签字： 学院主管研究生教学院长签字： 系统仿真的研究对象是具有独立行为规律的系统。 系统是指相互联系又相互作用的对象的有机组合。 系统的划分： 非工程系统是指自然和社会在发展过程中形成的，被人们在长期的生产劳动和社会实践中逐渐认识的系统。工程系统是指人们为满足某种需要或实现某个预定的功能，利用某种子段构造而成的系统。 模型是对相应的真实对象和真实关系中那些有用的和令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提供被研究系统的信息。 系统模型可以定义为：为了达到系统研究的目的，用于收集和描述系统有关信息的实体。 建模需要完成两方面内容 一是建立模型结构； 二是提供数据。 模型分类：实物模型、图示模型、计算机（模拟）模型、数学模型 系统模型结构的性质： ①相似性 ②简单性 ③多面性 仿真是对现实世界的过程或实际系统随时间运行的模仿。 系统、模型与仿真三者之间有着十分密切的关系，系统是研究对象，模型是系统特性的描述，仿真则包含建立模型及对模型进行试验两个过程。 计算机（系统）仿真包括三个要素，即系统、模型和计算机。 系统仿真的分类 系统仿真根据模型不同，可以分为物理仿真、数学仿真和物理—数学仿真（半实物仿真）； 根据计算机的类别，可以分为模拟仿真、数字仿真和混合仿真； 根据系统的特性；可以分为连续系统仿真、离散时间系统（采样系统）仿真和离散事件系统仿真； 根据仿真时钟与实际时钟的关系，可以分为实时仿真、欠实时仿真和超实时仿真等。 静态和动态：静态模型与时间没有关系，而在动态模型中时间却扮演着不可或缺的角色。 在离散模型中，系统状态仅在离散的时刻点发生变化 没有随机输入的模型为确定性模型，严格预约时间与固定服务时间的运作过程即属此类。 在随机模型中，至少存在一部分随机输入，例如在银行中，顾客的到达时间与服务时间都是随机变化的。用通用语言编程进行仿真 手工进行仿真 通用程序语言（Fortran，C）来编写写计算机程序用以对复杂的系统进行仿真。还开发出了各种支撑软件包用于帮助完成各种例行程序，例如表处理、模拟时间的跟踪以及统计记录等。优点：具有很高的灵活性，易于定制功能，不论是模型结构还是仿真运行操作方面。 缺点：由于每次建模时都要编写大量代码，因此极为枯燥和痛苦，而且容易出错；而且即使需要对模型进行一点变动，也会花费相当多的时间重新建模。 仿真语言 专用的仿真语言，如GPSS、Simscript、SLAM以及SIMAN，它们为大多数人使用的各类仿真提供了一个更好的框架。然而，人们还需要花费相当多的时间来学习这些仿真语言的特征及如何有效的使用它们，而且，使用者还必须面对其可可、严格的语法要求。 作业一：统计试验法解决报童问题 1.问题提出 报童问题是决策方面的一个简单例子。对一个报童来说，他每天由报社买来报纸，然后到街上去卖，当然他希望获得最大的利润。如果把报童问题看作一个系统，那么报纸、顾客、报童和利润就成了该系统的重要组成部分。问题在于，根据市场需求，报童寻求一个什么样的定货法则或策略才能使他所获得的利润最大。因为定货多了，如果市场需求小，卖不了将导致利润下降，甚至亏本；定货少了，如果市场需求量大，又失去了赚钱的机会。这样一来，定货法则或定货策略就成了报童能否赚取最大利润的关键。当然，最好是每天需要多少份就定多少份，但市场需求量是一个随机变量，这就需要每天用统计方法作出决策。 报童以每份0.5元的价格买进报纸，以0.8元的价格出售。根据长期统计，报童根据以前的卖报记录知道，每天的需求量有几种可能及出现的概率。对现有数据分析，得出报童每天最佳买进报纸量，使报童的平均总收入最大。 2.模型建立与求解 假定，B n—当天买进或订购的报纸数量 S n—当天社会需要报纸的数量，显然，它是一个随机变量 D n—当天卖掉的报纸数量 再假定，报童每天买进和卖出每份报纸的价格分别用P B和P S表示，且 P S >P B，即卖出价大于买入价，则第n 天的利润为 P n=S n P S-B n P B 报童决定：当天订购报纸的数量等于前一天的市场需求量，即 B n=D n-1 而当天卖掉的报纸的数量n S 则由以下两个条件来决定 D n≤ B n时，S n=D n D n > B n时，S n=B n 即是说，如果当天订购的报纸的数量大于需求量，当天卖掉的报纸的数量只能等于需求量；如果当天买的报纸的数量小于需求量，即当天卖掉的报纸的数量 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。根据AMESim的气动系统建模与仿真技术研究
UG四驱车模型毕业设计论文
第一章 系统建模与仿真概述
物流系统建模与仿真软件简介
制造系统建模与仿真在工业工程中的应用 0713020
系统建模与仿真习题答案(forstudents)分解
制造系统建模与仿真学习心得学习资料
物流系统建模与仿真考前复习题
华中科技大学《生产系统建模与仿真》总结
系统建模与仿真课程大纲
系统建模与仿真
系统建模与仿真作业
系统建模与仿真实验报告