计算机仿真技术的应用与发展趋势 摘要 在制造企业产品设计和制造的过程中，计算机仿真一直是不可缺少的工具，它在减少损失、节约经费、缩短开发周期、提高产品质量等方面发挥了巨大作用。从发展的历程来看，仿真技术应用的领域空前的扩大，已从传统的制造领域（生产计划制定、加工、装配、测试）扩展到产品设计开发和销售领域。而与网络技术结合所带来的仿真的分布性、与图形和传感器技术相结合所带来的仿真的交互性、以及仿真技术应用的集成化，是仿真技术在制造业中应用的新趋势。按照仿真技术应用的对象不同，可将制造业中应用的仿真分为四类：面向产品的仿真；面向制造工艺和装备的仿真；面向生产管理的仿真；面向企业其它环节的仿真。本文将从以上四个方面，介绍计算机仿真在制造业中的具体应用。本文最后说明了虚拟现实和拟实制造的概念，作为计算机仿真在制造业中应用的展望。 绪论 计算机仿真技术是以多种学科和理论为基础，以计算机及其相应的软件为工具，通过虚拟试验的方法来分析和解决问题的一门综合性技术。计算机仿真（模拟）早期称为蒙特卡罗方法，是一门利用随机数实验求解随机问题的方法。其原理可追溯到1773年法国自然学家G.L.L.Buffon为估计圆周率值所进行的物理实验。根据仿真过程中所采用计算机类型的不同，计算机仿真大致经历了模拟机仿真、模拟－
数字混合机仿真和数字机仿真三个大的阶段。20世纪50年代计算机仿真主要采用模拟机；60年代后串行处理数字机逐渐应用到仿真之中，但难以满足航天、化工等大规模复杂系统对仿真时限的要求；到了70年代模拟－数字混合机曾一度应用于飞行仿真、卫星仿真和核反应堆仿真等众多高技术研究领域；80年代后由于并行处理技术的发展，数字机才最终成为计算机仿真的主流。现在，计算机仿真技术已经在机械制造、航空航天、交通运输、船舶工程、经济管理、工程建设、军事模拟以及医疗卫生等领域得到了广泛的应用。 1. 制造技术的发展历程 制造业（包括机械制造、电子制造、非金属制品制造、成衣制造以及各种型材制造等部类）是国民经济的支柱产业，其生产总值一般占各国国内生产总值的 20%~55% 。在各国的企业生产力构成中，制造技术的作用一般占 60% 左右。所以有的专家认为，世界上各个国家经济的竞争，主要是制造技术的竞争。随着经济技术的高速发展以及顾客需求和市场环境的不断变化，这种竞争日趋激烈，各国政府都非常重视对制造业的研究。 为了改进以 T （开发周期）、 Q （产品质量）、 C （开发成本）、 S （售后服务）、 E （环境污染程度）为主要衡量指标的产品及产品开发过程，美国在 80 年代末提出了包括系统总体技术、管理技术、设计制造一体化技术、制造工艺与装备技术、支撑技术五大技术群在内的先进制造技术（ AMT ： Advanced Manufacturing
土木工程与文献检索 当今社会，信息极大丰富，土木建筑业的信息亦是浩如烟海，故检索土木工程信息对于土木人来说是一门不可或缺的学问。 建筑与土木工程网络信息资源现状在全球逐步进入知识经济的年代,各个国家都在进行信息化建设。在这种环境下,建筑与土木工程的网络文献资源急剧增长,许多大型综合性的数据库都包含了大量的土木工程类的文献资源。在我国,哈尔滨工业大学图书馆已经成立了“土木工程文献信息中心”,天津大学图书馆自建“中国建筑文化数字图书馆”数据库资源。2005年6月,十几所设有土木建筑专业的高校图书馆召开了有关土木工程学科文献共享及发展的会议。在国外,具有代表性的是美国土木工程协会(The American Society ofCivilEngineers,简称ASCE),它成立于1852年,至今已有150多年的悠久历史。目前,ASCE已和其他国家的65个土木工程学会有合作协议。ASCE是全球最大的土木工程出版机构,每年有5万多页的出版物。学会出版物2004年包括30种技术和专业期刊,以及各种图书、会议录、委员会报告、实践手册、标准和专论等。ASCE出版的期刊大部分被SCI、EI收录是土木工程学科的主要核心期刊。建筑与土木工程领域的研究者、工作者和学习者要了解目前网络上该学科的分布情况,通过网络数据库,利用检索工具帮助他们快捷地查找到这些宝贵的信息资源。 一、土木工程主要信息源的检索 信息源类型较多。其中文献信息源是其主要组成部分，而在文献信息源中又以图书、期刊（报纸）论文、学位论文、会议论文、标准文献和专利文献为主要检索资料。各类型图书馆都注重电子图书、期刊（报纸）、学位论文等的资料收藏。例如：中国知网（CNKI）、万方数字资源、维普数字资源都是以上述信息源为主要收录对象，检索与利用较为方便；关于图书的有超星、书生之家、方正阿帕比等数字图书馆，便于广大读者的检索与阅读。在纸质和电子文献中无论是以关键词——土木建筑、土木工程。还是以分类（一般为《中图法》分类）TU建筑科学进行检索，都会查到相应较多的信息。 查找国外土建类核心期刊，除参考《国外科学技术核心期刊总览（2004年）》外，还可以参考日本《科学技术文献速报：土木·建筑工程学编》的有关类目及《国外科枝资料目录：建筑工程》（中国建筑技术发展中心建筑情报研究所编）
杭州电子科技大学信息工程学院 关于学生参加学科竞赛活动有关学业奖励的规定(试行) 大学生学科竞赛，对培养学生实践能力、创新思维及团队协作精神具有重要的作用。根据学院文件要求，结合目前各类学科竞赛的实际情况，特制定本规定。 一、竞赛范围 本规定所指学科竞赛是指由国家和省教育主管部门或大学生科技竞赛委员会、团中央等单位举办的各类大学生学科竞赛。主要包括：大学生数学建模竞赛、大学生电子设计大赛、大学生程序设计竞赛、“挑战杯”竞赛、全国大学生智能汽车竞赛、全国计算机仿真比赛、全国大学生足球机器人竞赛、机械设计竞赛、财会信息化竞赛、多媒体作品设计竞赛、电子商务竞赛、英语演讲比赛等。 二、对参加学科竞赛学生的鼓励政策 1、对各项竞赛中获奖学生给予奖励 对在各级别竞赛中获奖的学生分别给予成绩奖励。成绩奖励即在获奖当学期对获奖学生所有所修课程在奖学金评定时予以加分奖励。 代表学院参加学院认定的各级大学生学科竞赛的，以获奖证书为学分认定依据。下表分数为获奖队员个人得分，每队计分人数按学科竞赛每队3人、挑战杯每队5人计，超过人数上限的，按总加分上限由组内分配。 奖励的具体标准如下：
关于奖励说明如下： (1) 同一竞赛按最高奖励标准予以奖励，不重复计算；。 (2) 不及格课程不予加分，成绩奖励后单门课程成绩超过99分的按99分计，课程成绩为100分的不再加分； (3)参加不同类别竞赛获奖的学生，奖励可以累加。 (4)对新增竞赛，考虑到各个竞赛奖项设置比例和原则的差异，在竞赛开始前或第一次参赛后，由教务部会同有关学院、部门及人员本着实事求是的精神研究讨论，最后由教务部负责确定竞赛级别及奖励系数。 2、对参加集训和竞赛学生给予学科竞赛学分认定 对在各级别竞赛中获奖的学生分别给予学科竞赛学分计入总学分；学生亦可根据个人需要申请课程替代。 学科竞赛学分认定标准。代表学院参加学院认定的各级大学生学科竞赛的，以获奖证书为学分认定依据。下表分数为获奖队员个人得分，每队计分人数按学科竞赛每队3人、挑战杯每队5人计，超过人数上限的，按总学分上限由组内分配。 表2 学科竞赛获奖的学分认定标准 3、集训和竞赛在短学期进行的，参加训练及竞赛的学生不参加所在专业短学期实践环节课程学习，其所在专业安排在短学期的课程成绩由集训和竞赛成绩替代。暑假期间参加集训的学生，暑期社会实践、社会调查等类别课程成绩也用集训和竞赛成绩替代。替代课程的成绩，获省三等奖及以上奖项的，所替代课程成绩记载为优，其它一般记载为良；集训及参赛表现不好的，其替代课程成绩记载为不及格；对以百分制记载的课程，以相应等级成绩的中值记载。 三、学科竞赛学分记载及用途 1、学生取得的学科竞赛学分，由教务部书面通知学生记入学生本人成绩档案中，课程名称登记为“创新成果”，成绩一律记为“优秀”，考核形式为“考查”。 2、学生获得的学科竞赛学分，可以申请替代任选课程和毕业论文（设计）的学分。替代学分数最多不超过12学分。
中南大学 计算机仿真与建模 实验报告 题目：理发店的服务过程仿真 姓名：XXXX 班级：计科XXXX班 学号：0909XXXX 日期：2013XXXX
理发店的服务过程仿真 1 实验案例 (2) 1.1 案例：理发店系统研究 (2) 1.1.1 问题分析 (3) 1.1.2 模型假设 (3) 1.1.3 变量说明 (3) 1.1.4 模型建立 (3) 1.1.5 系统模拟 (4) 1.1.6 计算机模拟算法设计 (5) 1.1.7 计算机模拟程序 (6) 1实验案例 1.1 案例：理发店模拟 一个理发店有两位服务员A和B顾客随机地到达该理发店,每分钟有一个顾客到达和没有顾客到达的概率均是1/2 , 其中60%的顾客理发仅用5分钟,另外40%的顾客用8分钟. 试对前10分钟的情况进行仿真。 （“排队论”，“系统模拟”，“离散系统模拟”，“事件调度法”）
1.1.1 问题分析 理发店系统包含诸多随机因素，为了对其进行评判就是要研究其运行效率， 从理发店自身利益来说，要看服务员工作负荷是否合理，是否需要增加员工等考 虑。从顾客角度讲，还要看顾客的等待时间，顾客的等待队长，如等待时间过长 或者等待的人过多，则顾客会离开。理发店系统是一个典型的排队系统，可以用 排队论有关知识来研究。 1.1.2 模型假设 1． 60％的顾客只需剪发，40％的顾客既要剪发，又要洗发； 2． 每个服务员剪发需要的时间均为5分钟，既剪发又洗发则花8分钟； 3． 顾客的到达间隔时间服从指数分布； 4． 服务中服务员不休息。 1.1.3 变量说明 u ：剪发时间（单位：分钟），u=5m ； v: 既剪发又理发花的时间（单位：分钟），v=8m ； T ： 顾客到达的间隔时间，是随机变量，服从参数为λ的指数分布，（单位： 分钟） T 0：顾客到达的平均间隔时间（单位：秒），T 0＝λ 1； 1.1.4 模型建立 由于该系统包含诸多随机因素，很难给出解析的结果，因此可以借助计算机 模拟对该系统进行模拟。 考虑一般理发店的工作模式，一般是上午9：00开始营业，晚上10：00左 右结束，且一般是连续工作的，因此一般营业时间为13小时左右。 这里以每天运行12小时为例，进行模拟。 这里假定顾客到达的平均间隔时间T 0服从均值3分钟的指数分布， 则有 3小时到达人数约为603 603=?人， 6小时到达人数约为1203 606=?人， 10小时到达人数约为2003 6010=?人， 这里模拟顾客到达数为60人的情况。 （如何选择模拟的总人数或模拟总时间）
4．机电系统动态性能的计算机仿真 4．1 概述 机电系统计算机仿真是目前对复杂机电系统进行分析的重要手段与方法。在进行机电系统分析综合与设计工作过程中，除了需要进行理论分析外，还要对系统的特性进行实验研究。系统性能指标与参数是否达到预期的要求？它的经济性能如何？这些都需要在系统设计中给出明确的结论。对于那些在实际调试过程中存在很大风险或实验费用昂贵的系统，一般不允许对设计好的系统直接进行实验，然而没有经过实验研究是不能将设计好的系统直接放到生产实际中去的，因此就必须对其进行模拟实验研究。当然在有些情况下可以构造一套物理模拟装置来进行实验，但这种方法十分费时而且费用又高，而在有的情况下物理模拟几乎是不可能的。近年来随着计算机的迅速发展，采用计算机对机电系统进行数学仿真的方法已被人们采纳。所谓机电系统计算机仿真就是以机电系统的数学模型为基础，借助计算机对机电系统的动静态过程进行实验研究。这里讲的机电系统计算机仿真是指借助数字计算机实现对机电系统的仿真分析。这种实验研究的特点是：将实际系统的运动规律用数学表达式加以描述，它通常是一组常微分方程或差分方程，然后利用计算机来求解这一数学模型，以达到对系统进行分析研究的目的。 对机电系统进行计算机仿真的基本过程包括：首先建立系统的数学模型，因为数学模型是系统仿真的基本依据，所以数学模型极为重要。然后根据系统的数学模型建立相应的仿真模型，一般需要通过一定的算法或数值积分方法对原系统的数学模型进行离散化处理，从而建立起相应的仿真模型，这是进行机电系统仿真分析的关键步骤；最后根据系统的仿真模型编制相应的仿真程序，在计算机上进行仿真实验研究并对仿真结果加以分析。 机电系统计算机仿真的应用与发展已经过了近40年的历程，进入20世纪80
电路计算机仿真分析 实验报告
实验一直流电路工作点分析和直流扫描分析 一、实验目的 1、学习使用Pspice软件，熟悉它的工作流程，即绘制电路图、元件类别的选择及其参数的赋值、分析类型的建立及其参数的设置、Probe窗口的设置和分析的运行过程等。 2、学习使用Pspice进行直流工作点分析和直流扫描分析的操作步骤。 二、原理与说明 对于电阻电路，可以用直观法（支路电流法、节点电压法、回路电流法）列写电路方程，求解电路中各个电压和电流。PSPICE软件是采用节点电压法对电路进行分析的。 使用PSPICE软件进行电路的计算机辅助分析时，首先在capture环境下编辑电路，用PSPICE 的元件符号库绘制电路图并进行编辑、存盘。然后调用分析模块、选择分析类型，就可以“自 动”进行电路分析了。需要强调的是，PSPICE软件是采用节点电压法“自动”列写节点电 压方程的，因此，在绘制电路图时，一定要有参考节点（即接地点）。此外，一个元件为一 条“支路”（branch）,要注意支路（也就是元件）的参考方向。对于二端元件的参考方向定 义为正端子指向负端子。 三、示例实验 应用PSPICE求解图1-1所示电路个节点电压和各支路电流。 图1-1 直流电路分析电路图
4.000V R2 1 2.000A 0V Idc2 4Adc 4.000A 6.000V R1 1 4.000A Idc1 2Adc 2.000A R3 3 2.000A 图1-2 仿真结果 四、选做实验 1、实验电路图 （1）直流工作点分析，即求各节点电压和各元件电压和电流。 （2）直流扫描分析，即当电压源Us1的电压在0-12V之间变化时，求负载电阻R L中电流I RL随电压源Us1的变化曲线。 R4 3 Is3 2Adc 0Vs2 10Vdc RL 1 Is1 1Adc Is2 1Adc R1 4 I Is5 3Adc R2 2 12Vdc IPRINT Vs3 5Vdc Vs4 7Vdc 图1-3 选做实验电路图 2、仿真结果
学院 专业 届别 课程 班级 姓名 学号 联系方式 指导老师2012年5月
计算机仿真技术的发展概述及认识 摘要：随着经济的发展和社会的进步，计算机技术高速发展，使人类社会进入了信息时代，计算机作为后期新秀渗入到人们生活中的每一个领域，给人们的生活带来了前所未有的变化。作为新兴的技术，计算机技术在人类研究的各个领域起到了只管至关重要的作用，帮助人类解决了许多技术难题。在科研领域，计算机技术与仿真技术相结合，形成了计算机仿真技术，作为人们科学研究的一种新型方法，被人们应用到各个领域，用来解决人们用纯数学方法或者现实实验无法解决的问题，对科研领域技术成果的形成有着积极地促进作用。 本文在计算机仿真技术的理论思想基础上，分析了计算机仿真技术产生的基本原因，也就是人们用计算机模拟解决问题的优点所在，讨论了模拟、仿真、实验、计算机仿真之间的联系和区别，介绍了计算机仿真技术的发展历程，并查阅相关资料介绍了计算机仿真技术在不同领域的应用，分析并预测了计算机仿真的未来发展趋势。经过查阅大量数据资料并加以分析对比，这对于初步认识计算机仿真技术具有重要意义。 关键词：计算机仿真；模拟；仿真技术；发展 Discussionand understanding of the development of computer simulation technology Abstract:In the field of scientific research, computer technology and simulation technology is the combination of computer simulation technology as a new method of scientific research applied to various fields, used to solve the problems of pure mathematical methods or practical experiments can not be solved, has a positive role in promoting the formation of scientific research and technological achievements. In the theory of computer simulation technology based on the idea of computer simulation technology to produce the basic reason people use computer simulation to solve the problem of the advantages of where to discuss the links and
编号： 重庆邮电大学 第五届计算机仿真大赛 一等奖作品 题号: C 组别：高年级组 2011年 4 月 6 日
单级移动式倒立摆动态控制仿真 摘要 单级移动式倒立摆系统是一个典型的单输入双输出的自然不稳定系统，具有非线性、强耦合、多变量、高阶次等特性，作为控制系统的被控对象，它是一个理想的教学实验设备，许多抽象的控制概念都可以通过倒立摆直观地表现出来。应用上，倒立摆广泛应用于控制理论研究、航空航天控制、机器人、杂技项杆表演等领域，在自动化领域中具有重要的价值。 研究倒立摆的精确控制对工业生产中复杂对象的控制有着重要的应用价值，因此倒立摆仿真或实物控制实验是控制领域中用来检验某种控制理论或方法的典型方案。许多抽象的控制概念如控制系统的稳定性、可控性、可观性、系统收敛速度和系统抗干扰能力等，都可以通过倒立摆系统直观的表现出来。在控制过程中，它能有效地反映诸如可镇定性、鲁棒性、随动性以及跟踪等许多控制中的关键问题，是检验各种控制理论的理想模型。因而其研究具有重大的理论和实践意义。 本文以单级移动式倒立摆为被控对象，参考古典控制理论设计控制器（如PID控制器）的设计方法和现代控制理论设计控制器（最优控制）的设计方法。针对单级移动式倒立摆系统的单输入双输出、非线性、强耦合的不稳定性，我们采用线性二次最优LQR控制和PID控制，通过MATLAB软件进行实时控制（摆杆的角度和小车的位移）和系统仿真实验实现对小车位置和摆杆偏角的同时闭环控制，达到了预期效果（动态仿真）。 关键词：非线性倒立摆实时控制系统仿真动态
1.问题重述 单级移动式倒立摆原理如下图1-1 所示， 图1-1 其中小车质量M = 3KG;摆杆质量m = 0.1KG;摆杆为均匀的，质心l=0.5米;重力加速度g=9.81;设x1为摆杆角度，x2为摆杆角速度，x3为小车位移，x4为小车速度，其中小车水平受力为输入量，建立其状态方程： 采用状态反馈进行控制，其控制原理如下图1-2 所示：
计算机仿真技术的发展概述及认识 摘要：随着经济的发展和社会的进步，计算机技术高速发展，使人类社会进入了信息时代，计算机作为后期新秀渗入到人们生活中的每一个领域，给人们的生活带来了前所未有的变化。作为新兴的技术，计算机技术在人类研究的各个领域起到了只管至关重要的作用，帮助人类解决了许多技术难题。在科研领域，计算机技术与仿真技术相结合，形成了计算机仿真技术，作为人们科学研究的一种新型方法，被人们应用到各个领域，用来解决人们用纯数学方法或者现实实验无法解决的问题，对科研领域技术成果的形成有着积极地促进作用。 本文在计算机仿真技术的理论思想基础上，分析了计算机仿真技术产生的基本原因，也就是人们用计算机模拟解决问题的优点所在，讨论了模拟、仿真、实验、计算机仿真之间的联系和区别，介绍了计算机仿真技术的发展历程，并查阅相关资料介绍了计算机仿真技术在不同领域的应用，分析并预测了计算机仿真的未来发展趋势。经过查阅大量数据资料并加以分析对比，这对于初步认识计算机仿真技术具有重要意义。 关键词：计算机仿真；模拟；仿真技术；发展 一、引言 计算机仿真技术是以多种学科和理论为基础，以计算机及其相应的软件为工具，通过虚拟试验的方法来分析和解决问题的一门综合性技术。计算机仿真（模拟）早期称为蒙特卡罗方法，是一门利用随机数实验求解随机问题的方法。其原理可追溯到1773年法国自然学家G.L.L.Buffon为估计圆周率值所进行的物理实验。根据仿真过程中所采用计算机类型的不同，计算机仿真大致经历了模拟机仿真、模拟－数字混合机仿真和数字机仿真三个大的阶段。20世纪50年代计算机仿真主要采用模拟机；60年代后串行处理数字机逐渐应用到仿真之中，但难以满足航天、化工等大规模复杂系统对仿真时限的要求；到了70年代模拟－数字混合机曾一度应用于飞行仿真、卫星仿真和核反应堆仿真等众多高技术研究领域；80年代后由于并行处理技术的发展，数字机才最终成为计算机仿真的主流。现在，计算机仿真技术已经在机械制造、航空航天、交通运输、船舶工程、经济管理、工程建设、军事模拟以及医疗卫生等领域得到了广泛的应用。 二、基本概念 模拟：（Simulation）应用模型和计算机开展地理过程数值和非数值分析。不是去求系统方程的解析解，而是从系统某初始状态出发，去计算短暂时间之后接着发生的状态，再以此为初始状态不断的重复，就能展示系统的行为模式。模拟是对真实事物或者过程的虚拟。模拟要表现出选定的物理系统或抽象系统的关键特性。模拟的关键问题包括有效信息的获取、关键特性和表现的选定、近似简化和假设的应用，以及模拟的重现度和有效性。可以认为仿真是一种重现系统外在表现的特殊的模拟。 仿真：（Emulation）利用模型复现实际系统中发生的本质过程，并通过对系统模型的实验来研究存在的或设计中的系统，又称模拟。即使用项目模型将特定于某一具体层次的不确定性转化为它们对目标的影响，该影响是在项目仿真项目
《电力电子系统的计算机仿真》题目：方波逆变电路的计算机仿真
电力电子技术综合了电子电路、电机拖动、计算机控制等多学科知识，是一门实践性和应用性很强的课程。由于电力电子器件自身的开关非线性，给电力电子电路的分析带来了一定的复杂性和困难，一般常用波形分析的方法来研究。仿真技术为电力电子电路的分析提供了崭新的方法。 我们在电力电子技术课程的教学中引入了仿真，对于加深学生对这门课程的理解起到了良好的作用。掌握了仿真的方法，学生的想法可以通过仿真来验证，对培养学生的创新能力很有意义，并且可以调动学生的积极性。实验实训是本课程的重要组成部分，学校的实验实训条件毕竟是有限的，也受到学时的限制。而仿真实训不受时间、空间和物质条件的限制，学生可以在课外自行上机。仿真在促进教学改革、加强学生能力培养方面起到了积极的推动作用。 【关键字】电力电子，MATLAB，仿真。
第一章电力电子与MATLAB软件的介绍 一、电力电子概况 二、MATLAB软件介绍 第二章电力电子器件介绍 一、电力二极管特性介绍 二、晶闸管特性介绍 三、IGBT特性介绍 第三章主电路工作原理 一、单相桥式逆变电路 二、三相桥式逆变电路 三、PWM控制基本原理 第四章仿真模型的建立 一、单极性SPWM触发脉冲波形的产生 二、双极性SPWM触发脉冲波形的产生 三、单极性SPWM方式下的单相桥式逆变电路 四、双极性SPWM方式下的单相桥式逆变电路第五章仿真结果分析 第六章心得体会 第七章参考文献
为系统的仿真提供了极大便利。在Simulink平台上，拖拉和连接典型模块就可以绘制仿真对象的模型框图，并对模型进行仿真。在Simulink平台上仿真模型的可读性很强，这就避免了在MATLAB窗口使用MATLAB命令和函数仿真时，需要熟悉记忆大量M函数的麻烦，对广大工程技术人员来说，这无疑是最好的福音。现在的MATLAB都同时捆绑了Simulink，Simulink的版本也在不断地升级，从1993年的MATLAB4.0／Simulink1.0版到2001年的MATLAB6.1／Simulink4.1版2002年即推出了MATLAB6.5／Simulink5.0版。MATLAB已经不再是单纯的"矩阵实验室"了，它已经成为一个高级计算和仿真平台。 Simulink原本是为控制系统的仿真而建立的工具箱，在使用中易编程、易拓展，并且可以解决MATLAB不易解决的非线性、变系数等问题。它能支持连续系统和离散系统的仿真，支持连续离散混合系统的仿真，也支持线性和非线性系统的仿真，并且支持多种采样频率(Multirate)系统的仿真，也就是不同的系统能以不同的采样频率组合，这样就可以仿真较大、较复杂的系统。因此，各科学领域根据自己的仿真需要，以MATLAB为基础，开发了大量的专用仿真程序，并把这些程序以模块的形式都放人Simulink中，形成了模块库。Simulink的模块库实际上就是用MATLAB基本语句编写的子程序集。现在Simulink模块库有三级树状的子目录，在一级目录下就包含了Simulink最早开发的数学计算工具箱、控制系统工具箱的内容，之后开发的信号处理工具箱(DSP Blocks)、通信系统工具箱(Comm)等也并行列入模块库的一级子目录，逐级打开模块库浏览器(Simulink Library Browser)的目录，就可以看到这些模块。 Simulink创建模型、仿真的过程方法介绍如下： 1、Simulink建模 一个典型的Simulink模型由信号源模块、被模拟的系统模块和输出显示 模块三个类型模块构成。其基本特点有：
实验七 基于Simulink 的简单电力系统仿真实验 一． 实验目的 1) 熟悉Simulink 的工作环境及SimPowerSystems 功能模块库； 2) 掌握Simulink 的的powergui 模块的应用； 3) 掌握发电机的工作原理及稳态电力系统的计算方法； 4）掌握开关电源的工作原理及其工作特点； 5）掌握PID 控制对系统输出特性的影响。 二．实验内容与要求 单机无穷大电力系统如图7-1所示。平衡节点电压044030 V V =∠?。负荷功率10L P kW =。线路参数：电阻1l R =Ω；电感0.01l L H =。发电机额定参数：额定功率100n P kW =；额定电压440 3 n V V =；额定励磁电流70 fn i A =；额定频率50n f Hz =。发电机定子侧参数：0.26s R =Ω，1 1.14 L mH =，13.7 md L mH =，11 mq L mH =。发电机转子侧参数：0.13f R =Ω，1 2.1 fd L mH =。发电机阻尼绕组参数：0.0224kd R =Ω，1 1.4 kd L mH =，10.02kq R =Ω，11 1 kq L mH =。发电机转动惯量和极对数分别为224.9 J kgm =和2p =。发电机输出功率050 e P kW =时，系统运行达到稳态状态。在发电机输出电磁功率分别为170 e P kW =和2100 e P kW =时，分析发电机、平衡节点电源和负载的电流、电磁功率变化曲线，以及发电机转速和功率角的变化曲线。
G 发电机节点 V 负 荷 l R l L L P 图 7.1 单机无穷大系统结构图 输电线路 三．实验步骤 1. 建立系统仿真模型 同步电机模块有2个输入端子、1个输出端子和3个电气连接端子。模块的第1个输入端子（Pm）为电机的机械功率。当机械功率为正时，表示同步电机运行方式为发电机模式；当机械功率为负时，表示同步电机运行方式为电动机模式。在发电机模式下，输入可以是一个正的常数，也可以是一个函数或者是原动机模块的输出；在电动机模式下，输入通常是一个负的常数或者是函数。模块的第2个输入端子（Vf）是励磁电压，在发电机模式下可以由励磁模块提供，在电动机模式下为一个常数。 在Simulink仿真环境中打开Simulink库，找出相应的单元部件模型，构造仿真模型，三相电压源幅值为4403，频率为50Hz。按图连接好线路，设置参数，建立其仿真模型，仿真时间为5s，仿真方法为ode23tb，并对各个单元部件模型的参数进行修改，如图所示。
数学建模常用的十大算法==转 (2011-07-24 16:13:14) 转载▼ 1. 蒙特卡罗算法。该算法又称随机性模拟算法，是通过计算机仿真来解决问题的算法，同时可以通过模拟来检验自己模型的正确性，几乎是比赛时必用的方法。 2. 数据拟合、参数估计、插值等数据处理算法。比赛中通常会遇到大量的数据需要处理，而处理数据的关键就在于这些算法，通常使用MA TLAB 作为工具。 3. 线性规划、整数规划、多元规划、二次规划等规划类算法。建模竞赛大多数问题属于最优化问题，很多时候这些问题可以用数学规划算法来描述，通常使用Lindo、Lingo 软件求解。 4. 图论算法。这类算法可以分为很多种，包括最短路、网络流、二分图等算法，涉及到图论的问题可以用这些方法解决，需要认真准备。 5. 动态规划、回溯搜索、分治算法、分支定界等计算机算法。这些算法是算法设计中比较常用的方法，竞赛中很多场合会用到。 6. 最优化理论的三大非经典算法：模拟退火算法、神经网络算法、遗传算法。这些问题是用来解决一些较困难的最优化问题的，对于有些问题非常有帮助，但是算法的实现比较困难，需慎重使用。 7. 网格算法和穷举法。两者都是暴力搜索最优点的算法，在很多竞赛题中有应用，当重点讨论模型本身而轻视算法的时候，可以使用这种暴力方案，最好使用一些高级语言作为编程工具。 8. 一些连续数据离散化方法。很多问题都是实际来的，数据可以是连续的，而计算机只能处理离散的数据，因此将其离散化后进行差分代替微分、求和代替积分等思想是非常重要的。 9. 数值分析算法。如果在比赛中采用高级语言进行编程的话，那些数值分析中常用的算法比如方程组求解、矩阵运算、函数积分等算法就需要额外编写库函数进行调用。 10. 图象处理算法。赛题中有一类问题与图形有关，即使问题与图形无关，论文中也会需要图片来说明问题，这些图形如何展示以及如何处理就是需要解决的问题，通常使用MA TLAB 进行处理。 以下将结合历年的竞赛题，对这十类算法进行详细地说明。 以下将结合历年的竞赛题，对这十类算法进行详细地说明。 2 十类算法的详细说明 2.1 蒙特卡罗算法 大多数建模赛题中都离不开计算机仿真，随机性模拟是非常常见的算法之一。 举个例子就是97 年的A 题，每个零件都有自己的标定值，也都有自己的容差等级，而求解最优的组合方案将要面对着的是一个极其复杂的公式和108 种容差选取方案，根本不可能去求解析解，那如何去找到最优的方案呢？随机性模拟搜索最优方案就是其中的一种方法，在每个零件可行的区间中按照正态分布随机的选取一个标定值和选取一个容差值作为一种方案，然后通过蒙特卡罗算法仿真出大量的方案，从中选取一个最佳的。另一个例子就是去年的彩票第二问，要求设计一种更好的方案，首先方案的优劣取决于很多复杂的因素，同样不可能刻画出一个模型进行求解，只能靠随机仿真模拟。 2.2 数据拟合、参数估计、插值等算法 数据拟合在很多赛题中有应用，与图形处理有关的问题很多与拟合有关系，一个例子就是98 年美国赛A 题，生物组织切片的三维插值处理，94 年A 题逢山开路，山体海拔高度的插值计算，还有吵的沸沸扬扬可能会考的“非典”问题也要用到数据拟合算法，观察数据的
电力电子系统仿真 题目：单相方波逆变电路仿真 院系：电气工程学院 班级：电气F1305 学号：201323010209 学生姓名：蒋广敬
单相方波逆变电路仿真 实验步骤 ①设计一单相桥式方波逆变电路，开关器件选用IGBT，直流电压为300V，电阻负载，电阻1欧姆，电感2毫亨。根据上述要求完成主电路设计。 ②完成上述单相桥式方波逆变电路的计算机仿真，观察输出电压波形。系统输入电流波形，电压电流波形的谐波情况、不同仿真条件时系统输入输出的变化情况和理论分析的结果进行比较。 仿真软件简介 MATLAB 是一种适用于工程应用各领域分析设计与复杂计算的科学计算软件，由美国MathWorks公司于1984年正式推出，1988年推出3.X（DOS）版本，1992年推出4.X(Windows)版本；近几年来，Mathworks公司将MATLAB语言运用于系统仿真和实时运行等方面，取得了很多成绩，更扩大了它的应用前景。MATLAB 已成为美国和其他发达国家大学教学和科学研究中最常用而且必不可少的工具。 MATLAB时“矩阵实验室”（Matrix Laboratory）的缩写，它是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言，着重针对科学计算、工程计算和绘图的需求。在MATLAB中，每个变量代表一个矩阵，可以有n*m个元素，每个元素都被看做复数，所有的运算都对矩阵和复数有效，输入算式立即可得结果，无需编译。 MATLAB主要包括MATLAB和Simulink两大部分。MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。 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。在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++ ，JAVA的支持。可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便
2018全国职业院校技能大赛 拟设赛项规程 一、赛项名称 赛项编号：GZT-******** 赛项名称：金属冶炼与设备检修 英语翻译：Metal smelting and equipment maintenance 赛项组别：高职组 赛项归属产业：能源动力与材料 二、竞赛目的 在“一带一路”、“中国制造2025”等国家战略的提出及深入实施的背景下,我国冶金行业进行供给侧改革，生产自动化程度得到极大提高。企业生产要求岗位操作人员既懂工艺又懂设备。目前，开设冶金相关专业的大多数院校比较重视金属冶炼的工艺技术培养，对设备检修技能关注甚少。从参赛选手的操作技能、职业道德、职业精神、安全环保意识等方面展示职业教育改革成果及师生良好精神面貌等，从而引领职业院校工艺技术与自动化专业建设与课程改革；促进职业院校与行业企业产教融合、校企合作、产业发展；培养具有实践能力、创新能力的高素质技能型人才。 竞赛以金属冶炼生产要求设计内容，以火法冶炼相关岗位高级工职业技能要求为核心技能和核心知识考核点，培养考核选手金属冶炼环节设备检修、物料平衡、热平衡控制、冶金原理、正常冶炼操作、异常工况处理等实际操作能力，提高职业院校学生解决生产实际问题的综合能力。通过金属冶炼与设备检修职业技能竞赛，引导全国高等职业院校黑色金属材料类、有色金属材料类专业人才培养模式改革与
专业建设，积极探索冶金及设备检修行业高端技能人才培养的途径和方法。促进冶金及电气自动化类专业高等职业教育发展，加强高端技能型人才培养，提升冶金及电气自动化类专业实践教学水平，为我国冶金行业转型升级、提升金属材料附加值等提供合格技能人才。 三、竞赛内容 竞赛内容包括冶炼用专用行车设备电气排故项目、铜火法冶炼项目、氧气顶底复吹转炉炼钢项目。竞赛过程中参赛选手须完成三个项目的操作。冶炼时，冶炼操作人员检查行车是否运行正常影响冶炼效率，做出异常情况判断，与检修人员共同完成设备检修、测试。 本次竞赛时间为3天，其中冶金设备电气排故20分钟（行车）,铜火法冶炼约120分钟，氧气顶底复吹转炉炼钢完成两炉约80分钟。各参赛队选手按照竞赛日程安排参加相应竞赛项目的检录、工位号抽取，并完成相关项目的竞赛操作。 四、竞赛方式 本赛项为团体赛，每个参赛队由3名2018年在籍高职同校学生组成，其中包括队长1名，性别不限。每个参赛队可配备指导教师2
计算机仿真试验报告 自动化1201 ** 3120502007 [实验目的] (1)．掌握采样控制系统数字仿真的特点。 (2)．了解数字控制器对系统动态性能的影响。 (3)．学会编制双重循环法的仿真程序。 (1). 复习采样控制系统的仿真原理及特点。 (2)．根据理论分析，初步估计系统在给定条件下可能出现的动态过程。
(1).按实验目的、要求和已知条件，建立系统的Simulink模型，并且编制双重循环法的仿真程序。 1) Simulink模型建立: 根据题目给出的条件，数字控制系统的结构图如下图所示： 其中的其中数字控制器为： 根据上面结构图，所建立 2) 编制双重循环法的仿真程序 根据数字控制系统的结构图与条件(1)式，我们可以得到得到被控对象的状态空间模型：
[]112212()()0010()() ()110()()01()x t x t u t x t x t x t y t x t ?????????=+?????????-? ????????? ?? ?=??? ??? (2) 按连续系统离散相似算法将（2）式离散化。为了保证精度，其离散化时的步长h （虚 拟采样周期）应比数字控制器的实际采样周期T (=1s)小得多。为简化起见，取h=T/N=T/100=0.01T=0.01s 。 利用MATLAB 控制系统工具箱提供的将连续系统转换成离散系统的函数c2d ，把连续状态空间模型(2)变换为离散状态空间模型。 离散程序如下（程序1）： clear; h=0.01; A=[0 0;1 -1]; B=[10;0]; [G,H]=c2d(A,B,h) 运行后的结果为： 即： 1 0(())0.010.99T ??==???? G Φ （3） 0.1(())0.0005T ?? ==? ? ?? H Γ （4） 故连续系统被控对象（2）的等价离散化状态方程为： []112212(1)()100.1()(1)()0.010.990.0005()()01()x k x k u k x k x k x k y k x k ?+???????? =+????????? +???? ?????? ?? ?=??? ??? （5）
第四届全国计算机仿真大赛 长江大学选拔赛题目 请各小组从以下的12题中任选两题做答，可以参考相关书籍和网络资源，也可以请教各自的指导老师，祝大家成功！ 1、设计一个仿真蚂蚁，蚂蚁会去收集食物并返回巢穴，并且能够自动寻路避开 障碍物。首先，蚂蚁会知道食物的位置并找到食物，找到食物之后便返回巢穴，当它口渴时会去喝水，喝水之后继续寻找食物。假设蚂蚁知道所有食物和水的位置。 2、某石油公司在海湾拥有几个石油钻井平台，每个平台开采出的石油需要运往 海岸上的炼油厂，要在平台与炼油厂之间建造一个石油运输网络，问管道如何设计，才能是成本最低。（提示：可以自己先给出钻井平台和炼油厂的位置，并给出经过勘测之后可能的管道铺设走向和建设费用，假设有十个钻井平台，一个炼油厂） 3、排队问题：假设某银行有4个对外业务办理窗口，从早晨银行开门起不断有 客户进入银行，由于每个窗口某个时刻只能接待一个客户，因此在客户人数众多时需要在每个窗口进行排队，对于刚进入银行的客户，如果某个窗口空闲，则可立即上前办理业务；否则，就排在人数最少的队伍后面。请模拟银行一天的业务情况并统计客户在银行的平均停留时间。 4、巡回售货员问题：有一个售货员，从他所在城市出发是访问n-1个城市，要 求经过每个城市恰好一次，然后返回原地，问他的旅行线路如何安排才最经济？（提示：即为求赋权图上的最短汉密尔顿回路，没学过图论的同学请根据提示查阅相关资料）。 5、中国邮路问题：一个邮递员送信，要走完他负责投递的全部街道，完成任务 后回到邮局，应按怎样的路线走，他所走的路程才会最短？（提示：即为求赋权图上的一条欧拉回路，请注意，并不是所有图中都存在欧拉回路，必要时可以通过增加边的方法，让图中存在欧拉回路，没学过图论的同学请根据提示查阅相关资料） 6、八皇后问题：国际象棋中，皇后可以在横、竖、斜线上不限步数地吃掉其他 棋子，如何将8个皇后放在8×8的棋盘上，使得它们不能互相攻击？ 7、有五座房子，每座房子的颜色不同，里面分别住着不同国家的人，每个人都
土木工程中计算机技术的有效应用 【摘要】本文结合实际浅谈计算机技术在土木工程中的应用现状，以及对未来数字化土木工程的展望。 【关键词】土木工程；计算机技术；软件工程；硬件设备； 计算机技术在各行各业的应用成为时下的热门，因为计算机的引入不仅可以提高工作效率，同时能够及时提供市场信息，这对于一个企业的发展都是至关重要的。 人━计算机交互(Human Computer Interactive, HCI)理论和技术是当前发展计算机应用的一个关键。多媒体、可视化和虚拟现实技术代表了HCI技术的不同侧面的要求。多媒体技术是90年代计算机技术的一个重要发展方向，它改变了传统计算机只能单纯处理数字和文字信息的不足，使计算机能综合处理声、文、图信息，并以其形象和方便的交互性，极大地改善了人机界面，改变了使用计算机的方式 1 计算机CAD在土木工程与建筑工程 计算机辅助设计首先取得成功的是结构CAD软件，其后是建筑及设备专业的CAD软件。CAD技术即计算机辅助设计与制图技术，指利用计算机系统作为辅助工具协助工程设计建立、修正、分析和优化的过程。经过多年的实践应用，CAD技术表现出来的操作快捷简单、存储方便等优势已成为土木工程设计中不可缺少的重要技术。 计算机辅助设计技术指的是设计人员通过计算机输入工程设计资料，随后计算机会自动编制程序，输出优化后的设计方案与产品的
过程图。第一台具有绘图系统的计算机产生于二十世纪五十年代的美国，此时的计算机仅有简单的绘图输出功能用于工程设计。八十年代出现的威力强大的微处理器与存储器，使得CAD技术深受中小企业的喜爱。 CAD技术先后经历了标准化、集成化、智能化等多个发展过程。并且先后推出了多种标准的图形接口软件与图形制作功能，这些都为CAD技术的推广、软件的移植与数据的共享产生了较大的促进影响；在系统方面也打破了传统的单一模式而转变为功能全面的综合系统设置，例如一些计算机辅助设计和辅助制造集成系统的相继出现等；CAD在其发展过程中还利用到了固化技术、网络技术以及并行处理能技术，使得辅助软件的作用得到的极大的提升；人工智能与专家系统技术逐渐被引入至现在的CAD应用中，智能CAD技术也在短暂的发展中得到了迅速的应用，大大提升了CAD系统的问题解决性能，引导其发展方向向着自动化转变。CAD技术在土木工程中的迅速普及，在土木工程方面解决了越来越多的工程分析难题，改变了传统的工作方式，实现了许多以往人工或者建模方法所无法实现的过程，同时提高了工作质量与效率，降低了多种工作的重复率。 2 计算机模拟仿真技术在结构工程中的应用 对于现在工程结构来说，其破坏因素主要有洪水、地震、台风以及火灾等，面对这些小概率事件，大荷载参数下的工程结构难以通过实验进行验证，而计算机仿真技术则能够模拟工程构筑物在上述荷载作用下倒塌的整个过程，进而探究工程结构存在的不安全因素，由此