系统建模与仿真考试题
物流系统仿真与建模期末机考试题
2011－2012学年第一学期 现代服务业学院《物流系统建模与仿真》期末机考试题考试时间：2011年12月28日上午8：20－10：20，共计2小时。
答题要求：开始前先确认FLEXSIM 软件已经验证了许可证，可展开树视图。
按照题目给出的信息在 FLEXSIM 中文版中建立相应的模型，并调试，模型应能流畅运行。
考试期间不允许参照任何资料，须独立完成。
做好的模型分别命名为“模型1”，“模型2”保存在F 盘下以自己的姓名+学号后两位建立的文件夹内，例如“彭扬01”。
1、有三种不同类型的临时实体（产品）将按照正态分布间隔到达。
临时实体的类型在类型1、2、3 三个类型之间均匀分布。
当临时实体到达时，它们将进入暂存区并等待加工处理检验。
有两个操作员在加工前首先将物品从暂存区搬运至对应的处理器并事先对物品进行预置，然后有三个处理器分别用来加工相对应的产品。
处理好后的临时实体放到各自的传送带上集中到唯一的传送带暂存区。
由叉车负责将暂存区的三类临时实体分别按以下顺序放置到三个货架。
物品1到货架3，物品2到货架2，物品3到货架1。
叉车的运行需按照网络节点路线设置好的路径运行，网络节点的路线形状设置为如下：两个暂存区都要求用记录器（竖立显示）显示容量和停留时间，两个操作员和叉车的运作情况要求显示状态饼图。
传送带暂存区与货架的位置要足够远以便显示叉车运行时行进的网络节点路径。
三条传送带与传送带暂存区的连接形式如下：数据参数如下：1、发生器到达速率：Normal(20,2，0)2、第一暂存区容量100，传送带暂存区容量100。
3、处理器的预置时间为常数值10秒。
处理器的处理时间均符合Exponential(0,30,0)分布4、传送带采用默认速度。
5、物品自传送带暂存区到货架的运输路线为：物品1到货架3，物品2到货架2，物品3到货架1。
2、在这个模型中，一个操作员会将两种不同材质的箱子搬进模型。
这两种箱子分别被转化成液体，通过输送管道(Pipe)运输至两个液体储存箱（Tanks）里面。
物流系统仿真建模考题(参考答案)
“物流系统规划与仿真”硕士研究生课程考试题（2013-2014第一学期）1．连续系统仿真、离散事件系统仿真以及虚拟现实有什么区别？举例说明它们在工程中的应用。
（10分）2．(1) 连续系统仿真3．连续系统是指系统状态随时间连续变化的系统。
一般用常微分方程或偏微分方程描述。
4．(2) 离散事件系统仿真5．离散事件系统是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，简称为DEDS(discrete event dynamic systems)。
模型可采用数学方程、曲线、图表、计算机程序等多种形式表征。
基于系统的模型，可分析系统的行为性能及其与系统结构和参数的关系，研究系统的控制和优化。
6．物流系统就是典型的离散事件系统。
7．(3) 虚拟现实8．虚拟现实（virtual reality,VR）是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。
虚拟环境是由计算机和电子技术生成的。
通过视、听、触觉等作用于用户，使之产生身临其境的感觉。
2．简述事件调度法推进仿真钟的基本过程。
（10分）-（1）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间的事件记录，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。
该事件子程序处理完后返回时间控制部件。
这样，事件的选择与处理不断地进行，仿真钟不断地从一个事件发生时间推进到下一最早发生事件的发生时间，直到终止仿真的条件或程序事件发生时停止仿真。
3．在物流系统仿真中，如何确定系统中的随机变量模型？在仿真过程中如何产生这些随机变量？（10分）4．什么叫稳态型仿真？如何确定稳态型仿真的长度？（10分）第2类仿真叫稳态型仿真。
《系统建模与仿真》作业题
第1题——最小二乘法的具体应用例子[题目]已知某一单输入单输出线性系统的差分方程形式为101()(1)()(1)()y k a y k b u k b u k k ξ=--++-+但其参数1a ，0b ，1b 为未知数，且()k ξ为不相关的随机序列。
经过辨识试验，测得5组输入输出数据为(1) 1.5u =，(2) 3.8u =-，(3) 3.1u =，(4) 2.99u =，(5) 5.12u =和(1)0.8y =，(2)0.1y =-，(3)0.45y =，(4)0.34y =，(5)0.12y =。
试求出其最优参数估计。
解：编写MATLAB 程序如下：u(1)=1.5;u(2)=-3.8;u(3)=3.1;u(4)=2.99;u(5)=5.12;y(1)=0.8;y(2)=-0.1;y(3)=0.45;y(4)=0.34;y(5)=0.12;c=10000;P=diag([c,c,c]);f=[-y(1) u(2) u(1)];K=P*f'*inv((1+f*P*f'));x=K*y(3);for n=1:1:2f=[-y(n+1) u(n+2) u(n+1)];%f2P=P-P*f'*inv((1+f*P*f'))*f*P;%P1K=P*f'*inv((1+f*P*f'));%K2x=x+K*(y(n+3)-f*x);%x2end其中x 中存储最终的结果：a1=-0.023;b0=-0.018;b1=0;第2题——以M 文件的形式编写一个MATLAB 仿真程序[题目]给定被控系统模型(1)()0.8()()y k y k u k f k +=++，其中干扰()0.20.1sin 0.01f k k =+，初值(0)0.2y =，(0)0u =。
试编写一个M 文件，对该系统在PD 控制律(1)()()u k u k u k +=+∆12()[()()]{[(1)()][(1)()]}r r r u k B y k y k B y k y k y k y k ∆=-++--+-作用下的输出()y k 进行仿真，将系统的实际输出()y k 与参考输出()r y k 画在同一张坐标图上。
北京科技大学建模与仿真考试题
系统：为了达到基种目的的一组具有特定功能,被此想互联系又相互作用的元素之间的有机组合。
它包含所有的工程系统:电气、机械、通信、液压、化工热力学、系统非工程系统:经济、交通、管理、生物系统系统组成三要素实体：组成系统的具体对象或者元素属性：实体的有效特征（状态和参数）活动：对象随时间推移而发生的状态变化例1－1：系统（银行）：实体（出纳员、顾客）属性（帐户号、支票号、余额）：活动（取号、取款、存款）例1－2：制造单元；机器、作业；速度、容量故障率；焊接、冲压系统的主要特性：目的性：系统必项实现一定的目的，即包含实现某些特定功能和系统优化集合性：系统各元素或子系统具有一定的独立性，但同时构成一个有机整体相关性：各元素或子系统相互联系，相互作用，具有一定的逻辑关系环境适应性：任何系统都有确定的边界和环境，由外部环是変化的、为了使系优化，系统生存必环境：指对系统的活动结果产生影响的外界因素系统的边界和环境关系：系统的边界包围了所研究对象的所有部件，它并不是固定不变的，它要根据所研完的目标来确定。
如何对待环境：环境是人、事、物变化的外因，应该充分重视。
适应改变利用学习保护系統分类连续系统：电机速度控制系统、锅炉温度调节系统离散系统：计算机系统连续离散混合系统：计算机控制系统（对象：连续；控制器：离散变量）数学模型是用数学符号、数学式子、程序、图形等对实际课题本质属性的抽象而又简洁的刻划，它或能解释某些客观现象，或能预测未来的发展规律，或能为控制某现象的发展提供某种意义下的最优策略或较好策略。
数学建模应用知识从实际课题中抽象、提炼出数学模型的过程仿真（Simulation）仿真的基本思想是利用物理的或数学的模型来类比模仿现实过程，以寻求对真实过程的认识。
它所遵循的基本原则是相似性原理计算机仿真（Computer Simulation）计算机仿真是基于所建立的系统仿真模型，利用计算机对系统进行分析与研究的方法。
物流系统建模与仿真-考前复习题
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。
物流系统建模与仿真-考前复习题
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。
建模与仿真考试卷
《生物系统建模与仿真》1. 选择恰当的状态变量，将下面的非线性微分方程组转换成一阶显式微分方程组，并用Simulink 对其求解，绘制出解的图形(x-t ，y-t)，以及相轨迹(x-y)。
t e x y y t yy x y x x x ----=+++---=- 26)()3(32其中 2)1(=x 、4)1(-=x 、2)1(-=y 、7)1(=y 、6)1(=y。
仿真时间可以自己确定。
2. Chua 电路方程是混沌理论中经常提到的微分方程，其形式如下：[]z y zz y x yx f x y xγβα--=+-=--= )( 其中，f(x)为Chua 电路的二极管分段线性特性2)11)(()(--+-+⋅=x x b a x b x f ，且0<<b a 。
试建立Simulink 描述的仿真模型，并绘制出当15=α、20=β、5.0=γ、7120-=a 、775-=b ，且已知初始条件x(0)=-2.121304， y(0)=-0.06617，z(0)=2.88109时，三个状态变量随时间变化的曲线(x-t, y-t, z-t 的图)，以及系统的相轨迹(x-y 的图，用plot3函数作图)。
3. 在生态系统模型中，Lotka-Volterra 捕食模型方程为：)(3)()()()()(2)(4)(t y t y t x t yt y t x t x t x -=-= 并且已知初值x(0)=2， y(0)=3，试运用Simulink 求解该系统微分方程模型(仿真求解区间可以自己确定)，并绘制这两个种群随时间变化的曲线(x-t, y-t 的图)，以及系统的相轨迹(x-y 的图)。
4. 利用静脉点滴的方式向人体内给运转均衡性药物A ，点滴速度为c ，点滴时间为T ，请画出药物在体内的动力学模型，并用公式表示给药的动力学过程5. 以呼吸系统为例讨论器官系统的模型可从哪些角度入手？建立不同的模型有何作用？6. 简述研究心脏收缩性的三类模型7. 举例说明有限元建模和分析的过程。
系统建模与仿真习题1及答案
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(2132021421320111R i R i u dt i i Cu R i i u R i u R i u c c -=+=+++==⎰（3）式代入（2）式得：42121320)()(1R i i dt i i C R i u ++++=⎰ （5）消去中间变量21,i i 有13142430114131230111120)(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 -0.62Continuous-time model.Zero/pole/gain: -0.62 (s+0.1129) ---------------- (s+0.1)（3）由（2）知系统的传递函数为-6.2 s - 0.7 ------------ 10 s + 1系统的输入信号为单位阶跃函数，则其Laplace 变换为1/s ，这样系统的输出信号的Laplace 变换为Y(s)=-6.2 s - 0.7 ------------ 10 s^2 + s编写程序，将其表示为（R,P,Q ）形式 clc;clear; s=tf('s')Gtf=(-6.2*s-0.7)/(10*s^2+s) [num,den]=tfdata(Gtf,'v') [R,P,Q]=residue(num,den) R =0.0800 -0.7000 P =-0.1000 0 Q = []于是得到：7.008.0)(1.0-=-t e t y 绘制曲线程序： clc;clear; t=0:0.1:100;y=0.08*exp(-0.1*t)-0.7; plot(t,y)2.已知系统的框图如下：其中：G1=1/(s+1)，G2=s/(s^2+2)，G3=1/s^2，G4=(4*s+2)/(s+1)^2，G5=(s^2+2)/(s^3+14)。
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1.根据系统状态随时间变化是连续性还是间断性的，可将系统划分为（_连续系统_）、
（__离散系统__）。
2.系统仿真中的三个基本概念是系统、（__模型_）、仿真。
3.拟对某系统进行研究，首先要对系统作出明确的描述，即确定系统各个要素：实体、
属性、活动、（ __状态_）、（_事件___）。
•阶段性知识测试
5.系统仿真有三个基本的活动，即系统建模、仿真建模和（__仿真实验__），联系这
三个活动的是系统仿真的三要素，即系统、模型和计算机（硬件和软件）。
6.系统仿真的一般步骤是：（1）调研系统，明确问题、（2）（___设立目标，收集数据
__）、（3）建立仿真模型、（4）编制程序、（5）运行模型，计算结果、（6）（_统计分析，进行决策__）
•阶段性知识测试
7.仿真软件发展经历了四个阶段（1）高级程序语言阶段；（2）仿真程序包、初级仿
真语言阶段；（3）商业化仿真语言阶段；(4) （_一体化建模与仿真环境_）阶段。
8.常用的仿真软件有Arena、Automod、MATLAB、Promodel、（__WITNESS______）、
（______FLEXSIM___）。
9.求解简单系统问题的“原始”方法是（___解析解决____），借助（___实验__）可
大大提高该方法的效率和精度。
•阶段性知识测试
10.排队系统可简化表示为A/B/C/D/E。
其中A为到达模式；B为（服务模式）、C为服
务台数量、D为系统容量；E为排队规则。
11.常见的排队规则有：先到先服务、后到后服务、优先级服务、最短处理时间优先服
务、随机服务等。
请以连线方式将下列排队规则名称的中英文对照起来。
先进先出 FIFO
后进先出 LIFO
随机服务 SIRO
最短处理时间优先 SPT
优先级服务 PR
•阶段性知识测试
12.模型中，习惯称实体为成分。
成分可分为主动成分和被动成分。
请问排队系统中的
随机到达的顾客属于（主动）成分（主动/被动）。
13.事件是改变系统状态的瞬间变化的事情。
一般指活动的开始和结束。
事件可分为必
然事件（主要）、条件事件（次要）、系统事件。
其中（______）一般不出现在将来事件表中（FEL）。
14.活动是具有指定长度的持续时间，其开始时间是确定。
排队系统主要活动有
（_______）和服务活动。
•阶段性知识测试
15.仿真时钟表示仿真时间的变量。
Witness仿真系统中仿真钟用系统变量（TIME）表
示。
仿真策略，也称仿真算法。
离散事件系统适用的仿真策略有（_事件调度法_）、活动扫描法、进程交互法、三阶段法等。
16.建立输入数据模型需要4个步骤：（1）从现实系统收集数据；（2）（_确定输入数据
模型的概率分布___）；（3）选择参数（参数估计）；（4）拟合优良度检验。
•阶段性知识测试
18.Witness系统中，随机变量（如顾客到达时间间隔、服务事件、故障时间间隔、维
修时间等）由其提供的随机分布函数生成。
请试将以下标准分布和适用情景对应起来。
正态分布每批次产品中次品数
二项分布机器加工时间（cycle time）
泊松分布故障发生时间间隔
负指数分布某机器每月发生的故障次数
19.用数据辨识分布，最常用最简单的方法是（________）.
•阶段性知识测试
20. Witness仿真系统中，在布局区中定义元素最简单最便捷的方法是从（）窗口中选取添加。
A.元素选择窗口
B.用户元素窗口
21. 做仿真实验时，若想逐步观察仿真模型运行过程，选择（ c ）运行方式；若不想观看仿真动画，可选择（ a ）运行方式。
A. Batch
B. Walk
C. Step
D. Run
22.下列Witness建模元素属于被动型元素的是（ c）。
A. Part
B. Machine
C. Buffer
•阶段性知识测试
23. 属性是实体（成分）的每一项仿真特性，具体指实体的状态和参数。
itness中，实体参数在“detail”窗口中设定；实体的状态需要用Attribute元素来定义。
下列描述中涉及到属性需用属性元素加以定义的是（ c ）。
A.输送链转位时间
B. 小车的行驶速度
C.某产品的成本
D. 某机床的故障修复时间
24. 为以下元素定义属性时，其group值可以取0~11之间的整数的是（）。
A. machine
B. labor
C. part
D. vehicle
•阶段性知识测试
25. 下列系统变量中，用来表示多台同名机器中某一台的是（）。
A. I
B. N
C. M
24. 用Dim语句定义的变量是（a ）。
如DIM Count AS INTEGER 。
A. 局部变量
B. 系统变量
C. 全局变量
25. 在Machine明细窗口中，设定机器的cycle time时，不能使用（ d ）。
A.常数值
B. 变量
C. 函数
D. IF语句
：。