系统建模仿真实验一
物流系统仿真flexsim仿真实验手册解析
实验一flexsim基本操作和简单模拟仿真（4学时）一、实验目的1.了解什么是flexsim及其主要应用2.学习flexsim软件主窗口3.学习flexsim基本概念和专有名词4.了解flexsim建模步骤5.学会把现实系统中的不同环节抽象成仿真模型中的对应实体6.初步认知flexsim模型的建立和运行7.体会发生器、暂存区、传送带、吸收器的使用8.体会A连接和S链接的作用9.学会根据现实情况对相应的实体进行参数设定二、实验内容（一）仔细阅读教材第一部分（二）按以下步骤建立第一个flexsim模型1. 模型基本描述在这个模型中，我们来看看某工厂生产三类产品的过程。
在仿真模型中，我们将为这三类产品设置itemtype值。
这三种类型的产品随机的来自于工厂的其它部门。
模型中还有三台机器，每台机器加工一种特定类型的产品。
加工完成后，在同一台检验设备中对它们进行检验。
如果没有问题，就送到工厂的另一部门，离开仿真模型。
如果发现有缺陷，则必须送回到仿真模型的起始点，被各自的机器重新处理一遍。
仿真目的是找到瓶颈。
该检验设备是否导致三台加工机器出现产品堆积，或者是否会因为三台加工机器不能跟上它的节奏而使它空闲等待？是否需要在检验站前面添加一个缓冲区域?虽然我们以制造业为例，但同类的仿真模型也可应用于其它行业。
以一个复印中心为例。
一个复印中心主要有三种服务：黑白复印、彩色复印和装订。
在工作时间内有3个雇员工作，一个负责黑白复印工作，另一个处理彩色复印，第三个负责装订。
另有一个出纳员对完成的工作进行收款。
每个进入复印中心的顾客把一项工作交给专门负责该工作的雇员。
当各自工作完成后，出纳员拿到完成的产品或服务，把它交给顾客并收取相应的费用。
但有时候顾客对完成的工作并不满意。
在这种情况下，此项工作必须被返回相应的员工进行返工。
此场景与上面描述的制造业仿真模型相同。
但是，在此例中，你可能更多关注在复印中心等待的人数，因为服务速度慢，所以复印中心的业务成本高昂。
生产系统建模与及仿真实验报告
生产系统建模与及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。
MATLAB Simulink系统建模与仿真 实验报告
MATLAB/Simulink 电力系统建模与仿真实验报告姓名：******专业：电气工程及其自动化班级：*******************学号：*******************实验一无穷大功率电源供电系统三相短路仿真1.1 无穷大功率电源供电系统仿真模型构建运行MATLAB软件，点击Simulink模型构建，根据电路原理图，添加下列模块：（1）无穷大功率电源模块（Three-phase source）（2）三相并联RLC负荷模块（Three-Phase Parallel RLC Load）（3）三相串联RLC支路模块（Three-Phase Series RLC Branch）（4）三相双绕组变压器模块（Three-Phase Transformer (Two Windings)）（5）三相电压电流测量模块（Three-Phase V-I Measurement）（6）三相故障设置模块（Three-Phase Fault）（7）示波器模块（Scope）（8）电力系统图形用户界面（Powergui）按电路原理图连接线路得到仿真图如下：1.2 无穷大功率电源供电系统仿真参数设置1.2.1 电源模块设置三相电压110kV，相角0°，频率50Hz，接线方式为中性点接地的Y形接法，电源电阻0.00529Ω，电源电感0.000140H，参数设置如下图：1.2.2 变压器模块变压器模块参数采用标幺值设置，功率20MVA，频率50Hz，一次测采用Y型连接，一次测电压110kV，二次侧采用Y型连接，二次侧电压11kV，经过标幺值折算后的绕组电阻为0.0033，绕组漏感为0.052，励磁电阻为909.09，励磁电感为106.3，参数设置如下图：1.2.3 输电线路模块根据给定参数计算输电线路参数为：电阻8.5Ω，电感0.064L，参数设置如下图：1.2.4 三相电压电流测量模块此模块将在变压器低压侧测量得到的电压、电流信号转变成Simulink信号，相当于电压、电流互感器的作用，勾选“使用标签（Use a label）”以便于示波器观察波形，设置电压标签“Vabc”，电流标签“Iabc”，参数设置如下图：1.2.5 故障设置模块勾选故障相A、B、C，设置短路电阻0.00001Ω，设置0.02s—0.2s发生短路故障，参数设置如下图：1.2.6 示波器模块为了得到仿真结果准确数值，可将示波器模块的“Data History”栏设置为下图所示：1.3 无穷大功率电源供电系统仿真结果及分析得到以上的电力系统参数后，可以首先计算出在变压器低压母线发生三相短路故障时短路电流周期分量幅值和冲击电流的大小，短路电流周期分量的幅值为Im=10.63kA，时间常数Ta=0.0211s，则短路冲击电流为Iim=17.3kA。
仿真实验一
姓名：陈莺冰学号：31314217班级：物流142成绩：实验名称：认识Witness仿真软件建模环境一、实验思考题1、Witness系统有哪几个主菜单项?答：witness系统主菜单有：File菜单项、Edit菜单项、View菜单项、Model菜单项、Elements菜单项、Reports菜单项、Run菜单项、Window菜单项、Help菜单项。
2、Witness系统默认打开的文件是什么?答：系统默认打开文件是STARTUP:Basic Model.3、Witness系统界面包括哪几个窗口?答：系统界面窗口有：元素选择窗口、用户元素窗口。
4、Witness系统有多少类建模元素?答：Witness系统建模元素主要有：离散型、连续型、运输逻辑型、逻辑型和图形元素。
5、如何打开和关闭Witness系统的工具栏?答：打开工具栏需使用菜单View/Toolbars选中相应菜单则打开；关闭工具栏则使用菜单View/Toolbars将选中的工具栏撤销即可。
6、如何通过工具栏控制仿真时长?答：在仿真运行钟旁输入仿真时间，即可控制仿真时长。
7、Stage4. mod仿真项目中用到了哪几类建模元素?答：用到的建模元素有：part、machine、labor、conveyor。
二、对Stage4模型进行描述答：零部件经过称重、清洗、加工、包装，最后离开系统。
称重、清洗、加工、包装的时间分别为5、4、3、7分钟。
加工与包装之间采用带传动，输送链长度为40个单位，速度为1分钟/单位长度。
包装过程需要工人进行包装，运行1440分钟，检查加工零件的个数。
假设 wash机器在工作一定的时间后，可能会发生意外的故障，通过以往机器两次故障时间间隔的统计发现，其时间间隔服从最小值为100，最大值为300的整数均匀分布；每当机器故障时，都需要人员对它进行维修，维修过程所持续的时间受到故障诊断时间、故障排除的难易程序、维修人员的生理和心理状态的影响，呈现随机波动性，统计数据表明维修时间服从最小值为30，最可能发生值为60，最大值为120的三角分布。
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。
自动实验一——典型环节的MATLAB仿真 报告
班级 姓名 学号XXXXXX 电子与信息工程学院实验报告册课程名称：自动控制原理 实验地点： 实验时间同组实验人： 实验题目： 典型环节的MATLAB 仿真一、实验目的：1．熟悉MATLAB 桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK 功能模块的使用方法。
2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。
3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。
二、实验原理及SIMULINK 图形：1．比例环节的传递函数为 221211()2100,200Z R G s R K R K Z R =-=-=-==其对应的模拟电路及SIMULINK 图形如图1-3所示。
2．惯性环节的传递函数为2211211212()100,200,110.21R Z R G s R K R K C uf Z R C s =-=-=-===++其对应的模拟电路及SIMULINK 图形如图1-4所示。
3．积分环节(I)的传递函数为uf C K R s s C R Z Z s G 1,1001.011)(111112==-=-=-=其对应的模拟电路及SIMULINK 图形如图1-5所示。
图1-5 积分环节的模拟电路及及SIMULINK 图形 图1-4 惯性环节的模拟电路及SIMULINK 图形4．微分环节(D)的传递函数为uf C K R s s C R Z Z s G 10,100)(111112==-=-=-= uf C C 01.012=<<其对应的模拟电路及SIMULINK 图形如图1-6所示。
5．比例+微分环节（PD ）的传递函数为)11.0()1()(111212+-=+-=-=s s C R R R Z Z s G uf C C uf C K R R 01.010,10012121=<<=== 其对应的模拟电路及SIMULINK 图形如图1-7所示。
6．比例+积分环节（PI ）的传递函数为)11(1)(11212s R s C R Z Z s G +-=+-=-= uf C K R R 10,100121===其对应的模拟电路及SIMULINK 图形如图1-8所示。
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。
系统建模与仿真上机报告
系统建模与仿真实验报告实验题目：库存系统建模与仿真设计指导老师：学生：时间：系统建模与仿真实验报告一、实验目的：本次实验是在学习完离散事件系统建模与仿真的课堂理论后的实际操作试验，可以很好的运用和巩固学过的知识，同时也是对学习的检验。
希望在试验中了解仿真中相关的随机统计模型；能够运用Witness对运营系统分析、建模、仿真运行、结果分析及提出评价和改善建议。
二、试验环境：本次试验是在充分分析所给出的题目后，对题目的要求建立仿真模型，主要运用witness仿真软件运行所建立的模型并分析所得的结果，然后在修改调整的基础上得到最优化的结果。
三、题目：库存系统建模与仿真设计课题系统描述：顾客进入订货服务台的到达间隔时间服从均值为10分钟的负指数分布，首次到达时刻点为0。
一个工作人员接受并检查顾客的订单、收取费用，总共花费时间为UNIFORM (8, 10)分钟。
完成这个步骤后，订单被随机送给两个仓库人员之一(每个仓库人员都有50%的概率得到一个顾客的订单)，仓库人员帮顾客找到订购的货物，花费的时间为UNIFORM (16, 20)分钟。
每个仓库人员只为持有分配给他的订单的顾客提供服务。
顾客拿到货物之后离开系统。
对此系统建立仿真模型，并运行5 000分钟，观察顾客的平均系统逗留时间和最大系统逗留时间等。
一位聪明、年轻的工程师建议，不要为仓库人员指派其服务的顾客，而是让两位仓库人员按照“先到先服务”的原则直接为任意一位前来的顾客服务。
对此系统建立仿真模型，也运行5000分钟，将结果与前面的进行比较。
四、建模与仿真步骤如下：1.元素定义：分别对顾客、工作人员、仓库人员的类型、数量定义，完成仿真模型如下图：2.元素可视化的设置：2.1对顾客进行设置如下图：（顾客进入订货服务台的到达间隔时间服从均值为10分钟的负指数分布）2.2对工作人员进行设置如下图：2.2.1对50%的概率设置：2.2.2仓库工作人员花费时间分布设置：（仓库人员帮顾客找到订购的货物，花费的时间为UNIFORM (16, 20)分钟）2.2.3对仓库人员进行设置如下图：对仓库人员1设置：2.2.4对仓库人员2设置：3.运行结果如下图：五、运行结果分析：通过对以上的运行结果观察可以发现，检查人员的使用效率是49.32%，仓库取货员1的使用效率是45.96%，仓库取货员2 的使用效率是52.20%，可以发现在这种随即分配顾客的模式下，造成顾客有很多的等待和人员效率的分配不合理，就是在随机分配下，可能会由于某个取货人员在某个时间分得了较多的顾客而又在花费较多的时间寻找货物，此时就会造成后面的顾客排队等候，使交货期明显延长，交货效率低下。
flexsim实验指导书
实验一多产品多阶段加工仿真系统设计一、实验任务1）分析加工系统，各产品加工工艺路线和各工序加工时间；2）使用flexsim仿真系统，计算产品在队列中的平均等待数量和平均等待时间；3）利用flexsim的Statistics工具，进行产品到达时间的随机性对队列中产品的平均等待数量和平均等待时间的影响分析4）利用flexsim的Statistics工具，进行生产系统平衡分析，找出瓶颈并进行改善验证。
二、实验目的1）了解flexsim建模仿真过程。
2）学会使用flexsim进行多产品多阶段加工仿真系统设计。
3）锻炼学生的生产系统规划与分析设计的仿真和改进优化的实践能力。
三、实验原理对制造车间而言，设施规划与物流分析与生产系统密切相关，前者服务于后者，而后者是前者的分析基础。
因此生产系统规划与平衡分析设计是进行设施规划与物流分析的前期重要工作。
生产系统的规划与平衡分析，以各产品的加工工艺路线及各工序加工时间为主要因素，通过对各工件（或原材料）等的到达时间及各工序的平均服务时间进行统计分析以确定各自的时间分布函数，并进行平衡分析，以此确定生产系统的瓶颈所在。
本实验将在建立生产系统仿真模型的基础上，将各项时间分布函数及产品加工路径参数输入flexsim仿真系统，设置仿真时间进行生产系统的仿真计算，通过分析仿真报告进行生产系统平衡分析，找出机器组瓶颈并进行改善，通过改善前后数据对比分析确定改善方案是否可行。
四、实验仪器及设备1）微机2）flexsim教学版仿真软件五、实验内容及步骤1．了解flexsim的用户界面及其建模仿真过程flexsim用户界面如图1所示，除工具栏、菜单栏、状态栏外，主要有实体库区和视图区。
实体库区视图区菜单栏工具栏状态栏图1 flexsim 用户界面2． 了解实验对象——多产品多阶段加工系统某生产系统生产三类产品，三种类型的产品随机的来自于工厂的其它部门，然后分别由系统中的三台机器进行加工（即每台机器加工一种特定类型的产品），加工完成后，由同一台检验设备（检测站）对它们进行检验。
生产系统建模与仿真实验报告
（一）基于witness的单服务台排队系统仿真实验一、实验目的：1.了解排队系统的设计。
2.熟悉系统元素Part、Machine、Buffer、Variable、Timeseries的用法。
3.深入研究系统元素Part的用法。
4.研究不同的顾客服务时间和顾客的到达特性对仿真结果的影响。
二、实验设备：计算机、witness仿真软件三、实验过程：1、元素定义（Define）本排队系统共有6个元素，具体定义如下表：2、Part元素可视化设置；Buffer元素可视化设置；Machine元素可视化设置；Variable元素可视化设置；Timeseries元素可视化设置；3、根据实验要求，分别对Part、Buffer、Machine、Timeseries类型的元素进行细节设置四、实验结果：队列积分（jifen0）：25388Guke：Fuwuyuan:Paidui:五、实验过程中遇到的问题及实验总结：通过数据报告可以发现，不同顾客的服务时间和顾客的到达特性，对应的仿真结果有所不同。
顾客的到达特性以及顾客的服务时间都影响着排队系统的最大队长、最小队长和平均队长以及平均每位顾客的等待时间。
（二）基于witness的库存系统仿真设计实验一、实验目的：1.熟悉系统元素Track、Vehicle的用法。
2.深入研究系统元素Part的用法。
3.了解库存系统的设计。
4.寻找最佳库存策略。
二、实验设备：计算机、witness仿真软件三、实验过程：1、对元素Part：p、kucun；Buffer：kucun1；Machine：xuqiu；Track：load1、unload1；Vechicle：car；Variable：c、c1、c2、c3；Distribution：ra和Timeseries：kucunliang进行定义和可视化设置；2、对各个元素进行细节设计：（1）对kucun细节设计，如type、interarrival、actions on create等；（2）对kucun1细节设计，capacity和input；（3）对xuqiu细节设计，如type、input、output等；（4）对load1、unload1细节设计（5）对car细节设计，如capacity、speed等；（6）对ra细节设计（7）对Timeseries元素kucunliang细节设计；设计结果如图所示：对仿真钟进行设置，运行100仿真时间单位，进行运行；四、实验结果：五、实验过程中遇到的问题及实验总结：由实验结果可以看出，方案（L=20，S=40）的总费用最少，所以该方案最优。
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生态平衡建模实验姓名：冯雪系别：自动化系学号：SA14157014生态平衡建模实验1、目标通过此实验了解系统动力学的仿真方法，学会用所学的建模理论来对实际问题进行建模，并对实际问题进行分析。
对此生态平衡系统进行仿真实验，改变不同的控制参数，分析实验的结果，得出系统保持生态平衡的条件，为决策者决策提供理论分析基础。
2、原理通过此次实验了解系统动力学的仿真方法，学会用所学的建模理论来对实际问题进行建模，并对实际问题进行分析。
对此生态平衡系统进行仿真实验，改变不同的控制参数，分析实验的结果，得出系统保持生态平衡的条件，为决策者决策提供理论分析基础。
系统动力学(System Dynamics)是美国麻省理工学院J.W 福雷斯特(JayW Forrester)教授创立的一门新兴学科。
它按照自身独特的方法论建立系统的动态模型，并借助于计算机进行仿真，以处理行为随时间变化的系统的问题。
系统动力学首先强调系统性的观点，以及联系、发展、运动的观点，是研究复杂系统，诸如:社会、经济、环境、人口、生态平衡、产业发展等的有效工具。
系统动力学的研究对象主要是社会经济系统。
社会经济系统的范围十分广泛，凡是涉及到人类的社会活动和经济活动的系统都属于社会系统。
诸如本文要研究的人口系统、资源系统、环境系统、经济系统、科技系统、能源系统，都属于社会经济系统。
系统动力学的基础是通过实验方法认识系统的行为，为管理决策者提供决策的依据。
系统动力学仿真的基本步骤是：（1）明确建模目的一般来说，系统动力学对社会系统进行仿真实验的主要目的是认识和预测系统的结构和设计最佳参数，为制定合理的政策提供依据。
这一步的工作包括观察系统、专家咨询、收集数据资料等，在涉及具体对象系统时，应根据其要求，仿真目的有所侧重。
（2）确定系统边界系统动力学是将研究对象视为一个系统来处理的。
系统是一个相对的概念，相对于所研究问题的实质和建模的目的而言。
一旦所要研究的问题的实质和建模的目的已经确定，系统也就确定了，其边界应该是清晰的和唯一的。
确定了系统边界之后，才能确定系统的内生变量和外生变量。
内生变量是由系统内部反馈结构决定的变量，外生变量是由影响环境因素确定的变量。
系统动力学认为系统的行为是基于系统内部的种种因素而产生的，并假定系统的外部因素不给系统的行为以本质的影响，也不受系统内部因素的控制。
（3）因果关系分析通过因果关系分析，要明确系统内部各要素之间的因果关系，并用表示因果关系的反馈回路来描述。
所谓反馈是指：系统中某要素的增加，使受它影响的系统其他要素也发生变化（增加或者减少）。
反馈环分为正反馈和负反馈，而正反馈环使系统表现为增长的行为，负反馈使系统表现为收敛的行为。
系统动力学认为反馈环是构造系统的第一层次，其多少是系统复杂程度的标志。
观察实际系统获得的信息首先用于这一层次。
任意两个系统要素从因果关系来看必然是正因果关系、负因果关系或无因果关系。
由于决策是在一个或几个反馈回路中进行，而且由于各种回路的耦合，使系统的行为更加复杂化。
(4) 建立系统动力学模型进行因果关系分析属于系统动力学仿真的定性分析，要对系统进行定量分析还必须借助流图与构造方程式建立系统模型。
所谓建模就是要确定各反馈环中的流位和流率。
流位是系统的状态变量，它的变化可用来描述系统的动态特征：而流率是流位的变化速率，它控制着流位，流率变量是一个决策函数（包括人的决策与机理决策的行为）。
当确定了流位和流率变化之后，就可以得到流图与构造方程式。
(5) 运行模型采用系统动力学仿真语言，将上一阶段建立的系统模型转换成系统仿真模型，并在计算机上模拟运行，得出结果。
(6) 结果分析通过对结果的分析，不仅可发现系统的构造错误和缺陷，而且还可以找出错误和缺陷的原因。
根据结果分析情况，如果需要，就对模型进行修正，然后再做仿真试验，直至得到满意的结果为止。
3、理论分析生活在同一环境中的各类生物之间，进行着残酷的生存竞争，一类动物靠捕食另一类动物为生，而另一种动物则靠又多又快地繁衍后代和逃逸等手段求生存求发展，如此等等。
设一封闭的海岛上，有两个种群，狐狸和啮齿动物。
狐狸吃啮齿动物，啮齿动物吃草。
青草是如此之丰富，以至啮齿动物无需为无食而发愁，啮齿动物饱食后大量繁殖。
啮齿动物数量一多，狐狸容易得食，狐狸也增加。
当狐狸数过多而吃掉大量啮齿动物之后，狐狸进入饥饿状态而造成总数下降，这时啮齿动物们又相对安全一些。
于是，啮齿动物总数回升。
如此，狐狸和啮齿动物两种动物之数额相关地交替增减，无休止循环，出现生态动态平衡。
本次实验不考虑种内竞争，只考虑物种间的斗争。
4、建模过程（1）系统因果关系分析本文中作以下假设：1．狐狸只吃成年啮齿动物，故幼年啮齿动物的死亡只与成年啮齿动物的死亡有关；2．考虑啮齿动物以种群生活，不考虑单独家庭，则幼年啮齿动物的死亡只与种群中成年啮齿动物单位时间的死亡量有关。
3．猎人只捕杀成年狐狸；4．水草数量充足，故在一定限度内不用考虑啮齿动物因食物不足导致的死亡，只有当啮齿动物总量超过100000时，啮齿动物才会受到水草的限制停止增长；实际上，对于一个封闭系统来说，啮齿动物的数量肯定会与水草总量有关，水草充足时，啮齿动物死亡率只受狐狸数量影响，水草不足时，啮齿动物会面临灭亡的危险，继而导致狐狸数量减少。
但是，由于找不到合适的函数，来表达啮齿动物与水草之间的制约关系，故本文中假设水草充足。
幼年狐狸的数量取决于成年狐狸8 个月前月初的数量以及幼年狐狸原来的数量，同时还受成年啮齿动物数量的限制；成年狐狸数量受成年啮齿动物数量的限制（假设当狐狸需要的啮齿动物大于啮齿动物数量时系统崩溃），同时也受8 个月前幼年狐狸出生数量的影响，120 个月后猎人的捕杀会减少狐狸的数量；成年啮齿动物因作为狐狸的食物而减少，也受三个月前幼年啮齿动物数量的影响；幼年啮齿动物的数量因成年啮齿动物的死亡而减少，也受之前出生的幼年啮齿动物的影响。
系统的因果关系图如下图图1所示。
成年狐狸幼年狐狸出生率幼年狐狸成年狐狸死亡率成年啮齿动物死亡率成年啮齿动物幼年啮齿动物出生率幼年啮齿动物幼年狐狸死亡率水草猎人------+++++++++--++-图1：系统的因果关系图（2）变量定义：仿真时间（月数）m成年狐狸（初始）个数x1幼年狐狸（初始）个数x2成年啮齿动物（初始）个数y1 幼年啮齿动物（初始）个数y2幼年狐狸单位时间出生量b1 幼年狐狸单位时间成长量r1成年狐狸单位时间死亡量d1幼年狐狸单位时间死亡量d2幼年啮齿动物单位时间出生量b2幼年啮齿动物单位时间成长量r2成年啮齿动物单位时间死亡量d3幼年啮齿动物单位时间死亡量d4猎人的个数n猎人每月打死成年狐狸的数量4和8（3）系统动力学模型（a）系统流图（简化）图2：简化的系统流图（b）构造方程式组系统动力学模型首先描述的是系统的状态即流位，“流位”是由系统内物质的流动情况所决定。
系统的流位由输入流和输出流决定。
该系统中定义的流位变量有五个：幼年狐狸x2、成年狐狸x1、幼年啮齿动物y2、成年啮齿动物y1，它们的流位方程分别为：幼年狐狸：x2’=b1-d2-r1;成年狐狸：x1’=r1-d1;幼年啮齿动物：y2’=b2-d4-r2;成年啮齿动物：y1’=r2-d3;流率表达式则是一组代数方程。
该系统中流率之间的关系可通过如下方程组表示：（考虑一个单位时间为1月）幼年啮齿动物单位时间出生量：b2=y1*0.8;幼年啮齿动物单位时间成长量：r2=y2*(9/12);幼年啮齿动物单位时间死亡量：d4=d3*0.8;成年啮齿动物单位时间死亡量：如果狐狸种群吃的啮齿动物量较少（假设狐狸只吃成年啮齿动物），即：10*x2+60*x1<y1，则d3=10*x2+60*x1;如果狐狸种群吃的量较多，超过成年啮齿动物总量的承受范围，啮齿动物灭亡，即：10*x2+60*x1>y1，则d3=y1；另外，由于环境中水草的数量的限制，当成年啮齿动物的数量超过一定的界限时，啮齿动物数量大量死亡，即：y1>100000时，d3=y1/2;幼年狐狸单位时间出生量：b1=x1*(4^(1/12));幼年狐狸单位时间成长量：r1=x2*(4/12);幼年狐狸单位时间死亡量：d2=(10*x2+60*x1)/40;成年狐狸单位时间死亡量：成年狐狸死亡的分为两个阶段，在猎人介入之前的120个月之前，只与食物有关，此时：d1=(10*x2+60*x1)/30;猎人介入之后，死亡量还与猎人每月的捕杀量有关,此时：d1=(10*x2+60*x1)/30+4*n;（n为猎人个数）（4）仿真源程序m=input('Please input the number of simulation months :m=');x2=input('Please input the number of childhood fox :x2=');x1=input('Please input the number of mature fox :x1=');y2=input('Please input the number of childhood rodent :y2=');y1=input('Please input the number of mature rodent :y1=');n=input('Please input the number of hunter:n=');for k=1:m%幼年啮齿动物的单位时间出生量 b2b2=y1(k)*0.8;%幼年啮齿动物的单位时间死亡量 d4d4=d3*0.8;%幼年啮齿动物的单位时间成长量 r2r2=y2(k)*(9/12);%成年啮齿动物的单位时间死亡量 d3if 10*x2(k)+60*x1(k)<y1(k)d3=10*x2(k)+60*x1(k);else (10*x2(k)+60*x1(k))>y1(k)d3=y1(k);if y1(k)>100000d3=y1(k)/2;endend%幼年狐狸的单位时间出生量 b1b1=x1(k)*(4^(1/12));%幼年狐狸的单位时间死亡量 d2d2=(10*x2(k)+60*x1(k)-d3)/40;%幼年狐狸的单位时间成长量 r1r1=x2(k)*(4/12);%成年狐狸的单位时间死亡量 d1if k<120d1=(10*x2(k)+60*x1(k)-d3)/30;else k>=120d1=(10*x2(k)+60*x1(k)-d3)/30+4*n ; %猎人每月射杀的狐狸数量可以改变end%幼年狐狸下个月的数量if x2(k)+b1-d2-r1>0x2(k+1)=floor(x2(k)+b1-d2-r1);elsex2(k+1)=0end%成年狐狸下个月的数量if x1(k)+r1-d1>0x1(k+1)=floor((x1(k)+r1-d1)*(1/(0.005*x1(k)+1)));elsex1(k+1)=0;end%幼年啮齿动物下个月的数量if y2(k)+b2-d3-r2>0y2(k+1)=floor(y2(k)+b2-d3-r2);elsey2(k+1)=0;end%成年啮齿动物下个月的数量if (y1(k)+r2-d3)<0y1(k+1)=0;else if (y1(k)+r2-d3)>100000y1(k+1)=floor(y1(k)+r2-d3-100000);后更改为y1(k+1)=100000;elsey1(k+1)=floor(y1(k)+r2-d3);endendendsubplot(2,2,1), plot(x2), axis([0,m,0,1500]), title('幼年狐狸'), ylabel('数量');subplot(2,2,2), plot(x1), axis([0,m,0,1500]), title('成年狐狸');subplot(2,2,3), plot(y2), axis([0,m,0,150000]), title(' 幼年啮齿动物'),xlabel('月份'),ylabel('数量');subplot(2,2,4), plot(y1), axis([0,m,0,150000]), title(' 成年啮齿动物'),xlabel('月份');5、仿真结果分析按照上述程序，设初值如下：月数m=150；幼年狐狸数量x2=300；成年狐狸数量x1=100；幼年啮齿动物数量y2=40000；成年啮齿动物数量y1=10000；猎人数量n=1；该数据分配情况下，运行结果如下图3。