系统仿真示例
3离散事件系统仿真基础和建模
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模型的人工运行（续）
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示例2－窗口售票系统
剧院雇一名售票员同时负责窗口销售和对电 话问讯者的咨询服务。
窗口服务比电话服务有更高的优先级。 问讯者打来的电话由电话系统存储后按先来
先服务的原则一一予以答复 建模的目的是研究售票员的忙闲率。2020/8/Fra bibliotek026
实体 流程图分析
常用图示符号
菱形框(表示判断) 矩形框(表示事件、状态、活动等中间过程) 圆端矩形框(表示开始和结束) 箭头线(表示逻辑关系)
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开始 结束
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建模步骤－八个步骤
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示例1
理发店系统
有一个小理发店只有一个理发员。顾客来到理发店 后，如果有人正在理发就坐在一 旁等候。理发员按 先来先理的原则为每一位顾客服务，而且只要有顾 客就不停歇。
库所
变迁
输入
输出
函数
函数
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Petri网的变迁
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变迁实例
t1
t4
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t2 t3
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应用举例
一条工业生产线，完成两项工业操作，第一 个操作将传入生产线的半成品S1和部件S2用 2个螺丝钉S3固定在一起，变成半成品S4。 第二个操作再将S4和部件S5用3个螺 丝钉S3 固定在一起，得到新的半成品S6。完成两项 工业操作时都要用到工具S7。假定由于存放 空间的限制，停放在生产线上的半成品S4最 多不能超过5件。
考察目的
建立实体流程图模型； 在假定顾客到达间隔和理发时间服从一定的概率分
布时，考察理发员的忙闲情况。
通信系统仿真（精）
一、物理层仿真实验1、实验目的：初步掌握数字通信系统的仿真方法。
完成一个通信系统的搭建，并仿真得到相应的BER-Eb/No性能曲线，完成系统性能的分析。
2、实验原理通信系统仿真就是要通过计算机产生各种随机信号，并对这些信号做相应的处理以获得期望的结果，但是要求计算机产生完全随机的数据时不可能的，只能算是伪随机数。
从预测的角度看，周期数据是完全可以预测的，但当周期趋于无穷大时，可以认为该数据具有伪随机特性。
产生伪随机数的算法通常有：Wishmann-Hill算法产生均匀分布随机变量该算法是通过将3个周期相近的随机数发生器产生的数据序列进行相加，进而得到更大周期的数据序列。
定义三个随机数发生器：Xi+1=(171xi)mod(30269)Yi+1=(170yi)mod(30307)Zi+1=(172zi)mod(30323)以上三式中均需要设定一初始值（x0,y0,z0），这三个初始值一般称为种子。
产生的三个序列的周期分别是：30269、30307、30323。
将这三个序列组合相加即可得到一个周期更大的均匀分布随机序列：Ui=（Xi/30269+Yi/30307+Zi/30323）mod(1)逆变换法产生Rayleigh分布随机变量逆变换法的基本思想是：将一个不相关均匀分布的随机序列U映射到一个具有概率分布函数Fx(x)的不相关序列随机序列X，条件是要产生的随机变量的分布函数具有闭合表达式。
R=sqrt(-2σ2 ln(u))根据上式即可将均匀分布的随机变量映射为Rayleigh分布的随机变量。
根据Rayleigh分布随机变量产生Gussian分布随机变量通信系统中的噪声通常建模为白高斯噪声，其含义是功率谱是白的，信号分布是满足高斯的。
基于Rayleigh随机变量，可以方便的产生Gussian分布的随机变量。
关系如下：X=R*COS(2πu1)Y=R*SIN(2πu2)其中U1和U2分别是两个均匀分布的随机变量，产生的X和Y均为高斯随机变量。
simulink例子
simulink例子Simulink是MATLAB的一个附加组件，主要用于对动态系统进行模拟和仿真。
以下是一个简单的Simulink示例，描述了一个简单的控制系统：假设我们有一个火车过桥的问题，其中有两根铁轨，一根用于火车顺时针行走，另一根用于火车逆时针行走。
在铁轨的某一点上有一座桥，但是桥的宽度不足以容纳两根铁轨。
因此，当火车通过这座桥时，我们需要控制哪一辆火车可以在特定的时间内通过桥。
为了解决这个问题，我们在桥的两端各放置了一个信号灯。
如果西边的信号灯是绿色的，那么允许一辆从西边驶来的火车进入桥上；如果信号灯是红色的，那么该方向驶来的火车必须等待。
东边的信号灯以同样的方式控制东边驶来的火车。
在Simulink中，我们可以使用模块来表示火车、信号灯和控制器等元素。
例如，我们可以使用一个“Source”模块来表示火车的行驶，使用“Logic”模块来表示信号灯的状态，使用“Sink”模块来表示火车的输出等。
具体来说，我们可以按照以下步骤来建立这个控制系统的Simulink模型：1. 打开Simulink，并创建一个新的模型。
2. 在模型中添加一个“Sine Wave”模块作为火车的源，设置其频率和幅度等参数。
3. 添加一个“Logic Switch”模块作为信号灯的状态转换器，设置其输入和输出等参数。
4. 添加一个“Scope”模块作为输出显示，设置其采样时间和显示范围等参数。
5. 使用线连接各个模块的输入和输出端口，形成完整的控制系统模型。
6. 设置模型的仿真时间、步长等参数，并运行仿真。
7. 查看仿真结果，包括信号灯的状态和火车的输出等。
以上是一个简单的Simulink示例，用于描述一个控制系统的模拟和仿真。
Simulink具有丰富的模块库和强大的仿真功能，可以用于研究和设计各种动态系统。
制造系统建模与仿真的案例研究.
7.5 制造系统建模与仿真的案例研究7.5.1 板材加工柔性制造系统配置与参数的优化1.板材加工 FMS 概述板材加工是机械制造的重要组成部分。
板材成形的零件广泛应用于计算机、家用电器、仪器仪表、控制柜、汽车以及通信产品中,如图 7-30所示。
图 7-30 板材成形零件示例20世纪 80 年代以后,发达国家的板材加工设备开始向数控化转变,出现了数控冲床(NC Punching 、数控剪板机(NC Shearing以及数控折弯机(NC Bending等系列数控加工设备。
但是,独立的数控化板材加工设备存在生产效率低、加工成本高、车间物流管理混乱、产品质量难以控制等缺点。
1967年,英国人研制成功世界上第一条柔性制造系统(FMS 。
1979年,世界上第一条板材加工 FMS 在日本三菱电机公司研制成功。
柔性加工方式具有高效率、高柔性、高质量以及高度自动化等优点,填补了流水线的大批量生产方式与数控加工小批量生产方式之间的空白。
FMS 的出现给机械制造业带来了深远影响。
在欧洲、美国和日本等地区已出现多家专业生产板材数控及柔性加工设备的公司,如意大利 Salvagnini 、芬兰 Finn-Power 、日本 Marata 以及德国 Trumpf 等。
板材加工FMS 可以为企业带来显著的经济效益。
例如:日本 Yaskawa 公司投产一条板材加工FMS 后,操作人员由 23人减少为 9.5人,材料利用率由 76.9%提高到 91.4%,占地面积由 725m 2减少为 377m 2,外包加工费由 37800美元 /月减少为 3000美元 /月,零件库存费用由 41640美元 /月减少为 7500美元 /月,材料种类由 10种减少为 7种。
20世纪 80年代末, 板材柔性加工设备开始进入我国市场。
广西柳州开关厂、上海第二纺织机械厂、江苏扬中长江集团以及南京电力自动化设备厂等多家企业先后从国外引进生产线。
1991年, 我国第一条自主开发的板材加工 FMS 研制成功, 在长城开关厂投入使用。
新型室分仿真能力应用案例
新型室分仿真能力应用案例全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：近年来，随着通信技术的不断发展，室分系统作为改善无线通信覆盖和容量的重要手段，得到了广泛应用。
室分系统不仅可以提高室内的通信信号覆盖质量，还可以增强网络的容量和性能，提升用户体验。
而新型室分仿真能力的应用则进一步提高了室分系统的设计效率和性能。
一、室分仿真能力的概述室分仿真是通过计算机软件模拟室分系统在不同参数下的工作状态，以及不同终端设备在室内环境下的信号接收情况。
室分仿真能力可以帮助工程师更准确地评估室分系统的性能，优化网络设计方案，提高系统的工作效率和覆盖质量。
新型室分仿真能力则是指利用最新的仿真算法和技术，提高仿真精度和速度，使仿真结果更加真实可靠。
新型室分仿真能力不仅可以快速生成室分系统的仿真模型，还可以模拟不同场景下的无线信号传输，优化天线布局和参数配置，提高系统性能和覆盖质量。
1.室分系统设计方案优化在一个大型商业综合体建设项目中，由于建筑结构复杂，存在很多障碍物和干扰源，传统的室分系统设计方法无法满足需求。
工程师利用新型室分仿真能力，进行了多次仿真分析，根据不同场景下的信号覆盖情况和干扰源分布，优化了系统的天线布局和功率分配方案，最终实现了室内通信信号覆盖的全面提升。
2.室内信号传输质量优化在一个高层办公楼的室内通信系统升级项目中，用户反映在某些楼层存在信号盲区和信号弱覆盖现象。
通过对室内环境和设备参数进行详细的仿真分析，工程师发现了信号传输质量不良的原因，并调整了天线参数和功率分配方案，优化了信号传输路径，提高了信号传输质量，解决了用户的通信问题。
在一个大型展览中心的室分系统设计中，由于展馆设备和参展人员的移动对通信信号产生了干扰，严重影响了信号传输质量。
通过新型室分仿真能力的应用，工程师模拟了不同场景下的信号干扰情况，采取了合适的干扰源消除措施，优化了系统的性能和覆盖质量，进一步提升了展馆的通信体验。
1.提高设计效率：新型室分仿真能力可以快速生成室分系统的仿真模型，模拟多种复杂场景下的无线信号传输，帮助工程师更准确地评估系统性能，优化设计方案，提高设计效率。
系统建模与仿真实例
系统建模与仿真实例标题:系统建模与仿真实例系统建模与仿真是一种用于描述和分析复杂系统行为的方法。
它通过构建数学模型和进行仿真实验来帮助我们理解和预测系统的运行方式。
本文将通过介绍一个实例来说明系统建模与仿真的过程和应用。
正文:在汽车制造业中，系统建模与仿真被广泛应用于车辆动力系统的研发和优化过程。
以某款混合动力汽车为例，我们将展示系统建模与仿真在该领域中的应用。
首先，我们需要建立一个数学模型来描述混合动力汽车的工作原理。
该模型将包括车辆的动力系统、传动系统和能量管理系统等子系统。
通过对各子系统进行建模和参数设定，我们可以利用数学模型来预测汽车在不同工况下的能量转换效率、行驶性能和排放等指标。
在建立完模型后，我们将进行仿真实验来验证模型的准确性和可行性。
通过输入不同的工况条件，比如车速、驾驶模式和路况等，我们可以观察到汽车在各个子系统中的工作状态和能量流动情况。
这些仿真结果可以帮助工程师们分析系统的性能和瓶颈，并优化设计方案。
例如，在混合动力汽车的能量管理系统中，我们可以利用仿真实验来评估不同的能量分配策略对整车能效的影响。
通过调整电动机和内燃机的功率输出比例，我们可以比较不同方案下的燃料消耗和排放水平，从而找到最佳的能量管理策略。
此外，系统建模与仿真还可以用于故障诊断和故障排除。
通过在模型中引入故障机制，并模拟故障状态下的系统行为，我们可以快速准确地定位和解决问题。
总结起来，系统建模与仿真在汽车制造业中的应用是非常重要的。
它可以帮助我们理解和预测复杂系统的行为，并提供可行的优化方案。
通过合理的模型构建和仿真实验，我们可以大大缩短产品开发周期，降低成本，并提高产品的性能和可靠性。
在这个例子中，我们展示了系统建模与仿真在汽车制造领域中的应用。
然而，系统建模与仿真的应用不仅限于汽车行业，它还可以在航空航天、能源、工业制造等领域中发挥重要作用。
通过系统建模与仿真，我们可以更好地理解和改进各种复杂系统，为社会的发展和进步做出贡献。
基于MATLAB的2ASK数字调制与解调的系统仿真
基于MATLAB的2ASK数字调制与解调的系统仿真一、本文概述随着信息技术的飞速发展，数字通信在现代社会中扮演着日益重要的角色。
作为数字通信中的关键技术之一，数字调制技术对于提高信号传输的可靠性和效率至关重要。
在众多的数字调制方式中，2ASK （二进制振幅键控）因其实现简单、抗干扰能力强等优点而备受关注。
本文旨在通过MATLAB软件平台，对2ASK数字调制与解调系统进行仿真研究，以深入理解和掌握其基本原理和性能特点。
本文首先介绍了数字调制技术的基本概念，包括数字调制的基本原理、分类和特点。
在此基础上，重点阐述了2ASK调制与解调的基本原理和实现方法。
通过MATLAB编程，本文实现了2ASK调制与解调系统的仿真模型，并进行了性能分析和优化。
在仿真研究中，本文首先生成了随机二进制信息序列，然后利用2ASK调制原理对信息序列进行调制，得到已调信号。
接着，对已调信号进行信道传输，模拟了实际通信系统中的噪声和干扰。
在接收端，通过2ASK解调原理对接收到的信号进行解调，恢复出原始信息序列。
通过对比分析原始信息序列和解调后的信息序列，本文评估了2ASK 调制与解调系统的性能，并讨论了不同参数对系统性能的影响。
本文的仿真研究对于深入理解2ASK数字调制与解调原理、优化系统性能以及指导实际通信系统设计具有重要意义。
通过MATLAB仿真平台的运用，本文为相关领域的研究人员和实践工作者提供了一种有效的分析和优化工具。
二、2ASK数字调制技术原理2ASK（二进制振幅键控）是一种数字调制技术，主要用于数字信号的传输。
它的基本思想是将数字信号（通常是二进制信号，即0和1）转换为模拟信号，以便在模拟信道上进行传输。
2ASK调制的关键在于根据数字信号的不同状态（0或1）来控制载波信号的振幅。
在2ASK调制过程中，当数字信号为“1”时，载波信号的振幅保持在一个较高的水平；而当数字信号为“0”时，载波信号的振幅降低到一个较低的水平或者为零。
MATLAB控制系统的仿真
C R
x1 x2
0 1
L
u
L
y [1
0]
x1 x2
[0]u
•
x Ax bu
y CT x du
• 没有良好的计算工具前：系统建立、变换、分析、设 计、绘图等相当复杂。
• MATLAB控制系统软件包以面向对象的数据结构为基 础，提供了大量的控制工程计算、设计库函数，可以 方便地用于控制系统设计、分析和建模。
Transfer function:
s+1 ------------s^2 + 5 s + 6
Matlab与系统仿真
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应用——系统稳定性判断
系统稳定性判据： 对于连续时间系统，如果闭环极点全部在S平面左半平面，
则系统是稳定的；
若连续时间系统的全部零/极点都位于S左半平面， 则系统是——最小相位系统。
Matlab与系统仿真
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4.2 动态特性和时域分析函数
（一）动态特性和时域分析函数表 （二）常用函数说明 （三）例子
Matlab与系统仿真
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（一）动态特性和时域分析函数表 ——与系统的零极点有关的函数
表8.6前部分p263
Matlab与系统仿真
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——与系统的时域分析有关的函数
Matlab与系统仿真
Matlab与系统仿真
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4.1 控制工具箱中的LTI对象
Linear Time Invariable
（一）控制系统模型的建立 （二）模型的简单组合 （三）连续系统和采样系统变换（*略）
Matlab与系统仿真
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（一）控制系统模型的建立
➢ MATLAB规定3种LTI子对象：
• Tf 对象—— 传递函数模型 • zpk 对象—— 零极增益模型 • ss 对象—— 状态空间模型
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案例（第 5 章） 北京：科学出版社
示例二 第一章 系统仿真的基本概念 学习要点 1.1 系统模型仿真
1.1.1 系统 1.1.2 模型 1.1.3 系统仿真及其作用 1.2 系统仿真的分类 1.2.1 根据计算机分类 1.2.2 根据仿真时钟与实际时钟的比例关系分类 1.2.3 根据系统的结构和现实手段不同分类 1.3 系统仿真的优缺点 1.3.1 系统仿真方法的优势 1.3.2 仿真方法的局限性 1.4 系统仿真的工作流程和基本框架 1.4.1 仿真的工作流程
1、 仿真输入数据的采集 2、 仿真输入数据分析 3、 仿真输出分析 3.1 系统性能测度及其分析 3.2 终态仿真的输出分析 3.3 稳态仿真的输出分析 小结
思考题与习题（3-5 题）
参考文献 1、 周泓，邓修权，高德华.2012.生产系统仿真建模与仿真（第 5
章）
北京：机械工业出版社 2、 李文锋，袁兵，张煜.2010.物流系统建模与仿真（第 4 章） 北京：科学出版社 3、 周明，胡斌.2005.计算机仿真原理及其应用（第 4、6 章） 武汉：华中科技大学出版社
Flexsim 应用案例示例
示例一 港口集装箱物流系统仿真 （根据：肖锋，基于 Flexsim 集装箱码头仿真平台关键技术研究，武 汉：武汉理工大学硕士学位论文，2006 改编）
1、 港口集装箱物流系统概述与仿真目的 1.1 港口集装箱物流系统概述 1.2 港口集装箱物流系统仿真的目的 2、港口集装箱物流系统的作业流程 2.1 港口集装箱物流系统描述 2.2 港口集装箱物流系统作业流程 2.3 港口集装箱物流系统离散模型分析 3、港口集装箱物流系统仿真模型 3.1 港口集装箱物流系统布局模型设计 3.2 港口集装箱物流系统设备建模 3.3 港口集装箱物流系统仿真 4、仿真运行及数据分析 4.1 仿真运行及数据处理 4.2 仿真数据的结果分析 小结与讨论
示例四 第 X 章 离散事件系统仿真 学习要点 1、 基本概念 2、 离散事件系统仿真的基本原理 2.1 随机离散事件 2.2 仿真时钟的推进机制 2.3 未来事件表 2.4 仿真运行的终止 3、离散事件系统方针策略 3.1 事件调度法 3.2 活动扫描法 3.3 三段扫描法 3.4 进程交互法 小结
“我也来编书”示例 示例一 第 X 章 排队系统建模与仿真 学习要点
1、 排队系统概述 2、 排队系统问题描述 3、 排队系统建模 4、 排队系统仿真 5、 模型运行与结果分析 小结
思考题与习题（3-5 题）
参考文献 1、 李文锋，袁兵，张煜.2010.物流系统建模与仿真（第 6 章） 北京：科学出版社 2、 王红卫，谢勇，王小平，祁超.2009.物流系统仿真（第 6 章）
示例二 物流配送中心仿真 （根据：XXX 改编）
1、 物流配送中心概述与仿真目的 1.1 物流配送中心简介
1.2 仿真目的 2、配送中心的作业流程描述
2.1 配送中心的功能 2.2 配送中心的系统流程 3、配送中心的仿真模型 3.1 配送中心的仿真布局模型设计 3.2 配送中心的设备建模 3.3 配送中心的仿真 4、仿真运行及数据分析 4.1 仿真运行及数据处理 4.2 仿真数据结果分析 4.3 系统优化 小结与讨论
1.4.2 系统仿真的基本框架 小结
思考题与习题（3-5 题）
参考文献 1、 董绍华，周晓光，赵宇，刘玉坤.2008.物流系统仿真（第 1 章） 北京：北京邮电大学出版社 2、 康凤举，杨惠珍，高立娥.2006.现代仿真技术与应用（第 1 章） 北京：国防工业出版社
示例三 第 X 章 仿真数据分析 学习要点ຫໍສະໝຸດ 思考题与习题（3-5 题）
参考文献 1、周泓，邓修权，高德华.2012.生产系统仿真建模与仿真（第 2 章）
北京：机械工业出版社 2、王红卫，谢勇，王小平，祁超.2009.物流系统仿真（第 5 章） 北京：清华大学出版社 3、隽志才.2010.管理系统仿真建模及应用（第 5 章） 北京：清华大学出版社