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实验一面向方程的数值积分方法仿真线性定常系统

实验一面向方程的数值积分方法仿真线性定常系统
实验一面向方程的数值积分方法仿真线性定常系统

实验一:面向方程的数值积分方法仿真(线性定常系统)

1. 实验目的:

加深理解四阶龙格--库塔法的原理及其稳定性。

2. 实验内容:

对下列系统进行仿真

(1) 线性定常系统

[]??????????=??????????+????????????????????---=?????

???????321001600032100300110000110321...x x x y u x x x x x x , 其初值为:)]

2(1)(1[)(000)0(3)0(2)0(1--?=????

??????=??????????t t t t u x x x (2) 非线性系统?????+-=-=)()()()()

()()()(t y t bx t sy dt

t dy t y t ax t rx dt t dx ① r=0.001,a =2*104,s=0.015, b =10 - 4;x(0)=1200,y(0)=600

② r=0.001,a =2*10 - 6,s=0.01, b =10 - 6;x(0)=12000,y(0)=600

3. 实验要求:

(1) 为保证稳定性,分析系统(1)的最大仿真步长(方法自选,保留两位有效数字);

(2) 设计Matlab 或 C 程序,用四阶龙格库塔法进行仿真计算,改变参数及仿真步长,观察实验结果,寻找最适宜的仿真步长和临界仿真步长。

4. 实验报告:

(1) 实验所用程序清单;

(2) 实验结果及分析。

注:实验报告可以采用电子文档(标明图号)+书面形式,其中书面报告内容为:

(1) 系统(1)最大步长的理论分析;

(2) 仿真结果分析;

书面报告中不必列出实验题目与结果图(以下同)。

实验二:面向结构图的线性系统仿真

1. 实验目的

学习基于Simulink 面向结构图进行数字仿真的原理及方法。

2. 实验内容

(1) 用Simulink 实现以下的仿真系统结构图

(2) 当r(t)=1(t)时,对系统进行仿真;

(3) 当r(t)=?

??>≤s t t s t t 5.1),(15.1,5时,对系统进行仿真。

3. 实验要求

通过理论分析与实验,寻找临界仿真步长,观察仿真步长对稳定性,计算精度与速度的影响。

4. 实验报告

(1) 实验过程及程序设计说明

(2) 实验结果及分析

书面报告内容:

实验结果分析。

1.实验目的

1)理解离散事件系统仿真的基本概念;

2)训练编制离散事件仿真程序的能力;

2.实验内容

某银行上午9点至下午5点营业(关门时,若尚有顾客未接受完服务,也停止服务),采用叫号排队制度(单队列)。设顾客到达时间间隔是均值为1min的指数随机变量,为每一顾客服务的服务时间服从均值为4.5min 的指数分布。通过仿真(重复10次)分别估计有四个、五个、六个柜台时的系统性能,包括顾客在队列中的平均等待时间、最大等待时间、平均队长三个指标。

3.实验报告:实验结果及分析。

书面报告内容:实验结果分析。

1.实验目的

1)加深对离散事件系统仿真的基本概念的理解;

2)训练编制离散事件仿真程序的能力;

3)掌握几种随机变量的产生方法。

2.实验内容

考虑一个加工中心,待加工零件到达时间间隔是均值为5min的指数随机变量(该随机变量在有限区间上,其上限9min,下限2.5min),零件加工时间满足2自由度的Erlang(2,2.0)(有限区间,上限8min,下限2min)分布*。通过仿真,估计:(1)平均队长Q

(2)平均延误时间d

仿真终止规则:

①初始队长为0,分别连续运行480,720,960,1200,1440,1680,1920,2880,3360,3840,4320,4800min;

②初始队长为0,仿真运行加工1200个零件;

③随机产生初始队长(10~50),分别连续运行2400min,共仿真10次。* Erlang分布:

Erlang(m,λ)分布指m个独立同分布的均值为λ的指数分布之和。

3.实验报告

(1)实验用程序清单及仿真结果;

(2)结果分析:

●按第1种终止规则作出Q,d随运行时间T变化的曲线;

●比较第1种与第2种规则仿真结果;

●比较第3种规则10次仿真结果。

书面报告内容:

(1)画出程序流程图或者叙述编程思想;

(2)仿真结果分析;

实验五:随机过程仿真

1.实验目的

(1)进一步理解离散事件系统仿真的实际意义;

2.实验内容

预测25年内城市人口流动状况及结果。5个节点分别代表5个城市,节点i到节点j的权重为Pij(代表一年内i镇居民流向j镇的概率)。任何城镇居民不是继续留在本镇就是流向其他城镇。城市1-5的初始人口数为4000, 8000, 10000, 3000, 5000。

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书面报告内容:

(1)叙述编程思想;

(2)仿真结果分析;

(3)总结本次实验的体会。

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