系统仿真上机作业

基于Anylogic的系统工程模型仿真系统仿真（systemsimulation），就是根据系统分析的目的，在分析系统各要素性质及其相互关系的基础上，建立能描述系统结构或行为过程的、且具有一定逻辑关系或数量关系的仿真模型，据此进行试验或定量分析，以获得正确决策所需的各种信息。

仿真是一种对系统问题求数值解的计算技术。

尤其当系统无法通过建立数学模型求解时，仿真技术能有效地来处理。

也是一种人为的试验手段。

它和现实系统实验的差别在于，仿真实验不是依据实际环境，而是作为实际系统映象的系统模型以及相应的“人造”环境下进行的。

这是仿真的主要功能。

仿真可以比较真实地描述系统的运行、演变及其发展过程。

仿真的过程也是实验的过程，而且还是系统地收集和积累信息的过程。

尤其是对一些复杂的随机问题，应用仿真技术是提供所需信息的唯一令人满意的方法。

对一些难以建立物理模型和数学模型的对象系统，可通过仿真模型来顺利地解决预测、分析和评价等系统问题。

通过系统仿真，可以把一个复杂系统降阶成若干子系统以便于分析。

通过系统仿真，能启发新的思想或产生新的策略，还能暴露出原系统中隐藏着的一些问题，以便及时解决系统仿真的基本方法是建立系统的结构模型和量化分析模型，并将其转换为适合在计算机上编程的仿真模型，然后对模型进行仿真实验。

由于连续系统和离散(事件)系统的数学模型有很大差别，所以系统仿真方法基本上分为两大类，即连续系统仿真方法和离散系统仿真方法。

在以上两类基本方法的基础上，还有一些用于系统(特别是社会经济和管理系统)仿真的特殊而有效的方法，如系统动力学方法、蒙特卡洛法等。

系统动力学方法通过建立系统动力学模型(流图等)、利用DYNAMO仿真语言在计算机上实现对真实系统的仿真实验，从而研究系统结构、功能和行为之间的动态关系。

AnyLogic，是一款应用广泛的，对离散，连续和混合系统建模和仿真的工具。

它的应用领域包括：控制系统，交通，动态系统，制造业，供给线，后勤部门，电信，网络，计算机系统，机械，化工，污水处理，军事，教育等等。

生产系统建模与仿真上机报告GPSS．某小邮电所的顾客到达时间间隔1+分钟的均匀分布，邮局职员对每顾客的服务时间服1+分钟的均匀分布，系统为只有一个服务员的等制排队系统，试10个顾客做仿真，并求系统的平均等待队长顾客在系统中的平均等待时间系统服务员忙的概要求：利GPS语言在计算机上编制仿真程序实现仿真，同时对仿真结果进分析解）源程GENERAT18,QUEULINSEIZSEVEDEPARLINADVANC16,RELEASSEVETERMINATSTAR10）输出报GPSWorlSimulatioRepor1.13.FridayApri1320117:37:1STORAGEFACILITIETIMENSTARTIMBLOCK1843.970.00VALUNAM10000.00LIN10001.00SEVER．LABEL LOC BLOCK TYPE ENTRY COUNT CURRENT COUNTRETRY100100GENERATEQUEUE100002SEIZE310000DEPART100004ADVANCE010005RELEASE100060TERMINATE010070ENTRIES UTIL.FACILITY AVE.TIME AVAIL.OWNER PEND INTERDELAYRETRY100001000.867SEVER15.9880MAX CONT.ENTRY ENTRY(0)AVE.CONT.AVE.TIME QUEUE RETRYAVE.(-0)010061 0.08211.5203.898LINEPARAMETER ASSEMVALUECURRENT PRI FECXN NEXTBDT011011851.3181010(3)结果分析仿真次数12378456910平均等待队0.150.070.130.110.080.100.050.08长591367650.20 0.1平均等待时2.792.061.382.403.641.921.021.5826487952 441.79 1.52服务员忙的间0.850.860.880.870.860.86概率6731780.900.860.870.89分布t抽样75置信置信样本均样本标准允许误差的双侧平均上限值差下限分位数误差0.0130.1422.2621平均等待队长0.0438510.11147690310.0808670.0313690.2422.26212.56257平均等待时间0.7661052.0149 8629381.4662640.548038服务员忙的概2.26210.885577677033 0.8630.0040.0106330.0148640.8744率572．有一个理发店只有一个理发师，顾客到达间隔服从λ=0.2人/分的负指数分布，服务员对顾客的理发时间服从μ=0.4人/分，假设理发店等待的顾客座位只有三个，若到达的顾客发现所有这些座位已被占领，则不等待便离去。

仿真上机实习报告引言仿真是工程领域中重要的一项技术，可用于模拟实际系统的行为与性能。

仿真上机实习是提供给工程学生的一种训练机会，通过实际操作和仿真软件的使用来提升学生的实际能力。

本报告将对仿真上机实习的过程、体会和收获进行总结和评估。

实习内容在本次仿真上机实习中，我们使用了Simulink软件进行系统仿真。

实习内容主要包括以下几个方面：1.Simulink软件介绍：了解Simulink的基本功能、界面和操作方法；2.基本仿真实例：通过仿真一个简单的系统，学习搭建仿真模型、设置参数和运行仿真；3.系统参数调整：通过调整系统参数，观察仿真结果的变化，并分析原因；4.控制系统设计：设计一个控制系统的仿真模型，并进行参数调整和性能评估；5.系统优化：通过调整不同参数和改进控制策略，优化系统的性能。

实习过程在仿真上机实习过程中，我遵循了以下步骤：1.理解实习要求：在实验指导书中仔细阅读实习要求和目标，明确实验过程中需要达到的目标；2.学习Simulink软件：在实验室老师的指导下，学习Simulink软件的基本操作方法，并熟悉软件界面；3.配置仿真环境：根据实验要求，配置好仿真实验所需的环境，包括电脑硬件、软件和外部设备等；4.建立仿真模型：根据实验要求，使用Simulink软件建立仿真模型，并设置相关参数；5.运行仿真：运行仿真模型，并观察仿真结果；6.分析结果：根据仿真结果，对系统的性能和行为进行分析和评估；7.参数调整和优化：根据分析结果，针对系统的优化目标，调整模型参数和控制策略；8.反复实验和优化：通过反复实验和优化，逐步提升系统性能，直至达到预期要求；9.实习总结与报告：对整个实习过程进行总结和评估，并撰写实习报告。

实习体会与收获通过这次仿真上机实习，我收获了以下体会和经验：1.熟悉了Simulink软件的基本操作方法和界面，掌握了搭建仿真模型的基本能力；2.对系统参数的调整和优化有了更深入的理解，提升了系统设计和优化的能力；3.学会了使用仿真软件进行性能评估和分析，可以通过仿真结果来指导系统优化；4.培养了团队合作的意识和能力，在实习过程中与同学们进行了积极的交流和合作；5.提高了解决问题的能力和动手实践的能力，培养了工程实践能力和创新思维。

实习报告一、实习目的本次实习的主要目的是将所学的理论知识与实际操作相结合，通过仿真上机操作，提高自己在计算机应用方面的实际操作能力，培养自己的动手能力和解决问题的能力，同时加深对专业知识的理解和运用。

二、实习内容实习主要涉及计算机网络仿真实验、操作系统仿真实验、数据库仿真实验和编程语言仿真实验四个方面。

在实习过程中，我按照指导老师的安排，逐一完成了各个实验项目，具体包括：1. 计算机网络仿真实验：通过使用网络仿真软件，模拟了计算机网络的搭建、配置和故障排查过程，掌握了网络设备的配置方法和网络故障的解决技巧。

2. 操作系统仿真实验：通过仿真实验，学习了操作系统的安装、配置和优化方法，了解了操作系统的运行原理和常用命令的使用方法。

3. 数据库仿真实验：通过使用数据库仿真软件，进行了数据库的创建、表的设计、数据的插入、查询和删除操作，掌握了数据库的基本操作方法和SQL语言的运用。

4. 编程语言仿真实验：通过编写并运行程序，学习了编程语言的基本语法和编程技巧，提高了编程能力和解决问题的能力。

三、实习过程在实习过程中，我认真按照指导老师的要求，逐步完成每个实验项目。

在实验过程中，我积极思考，遇到问题及时请教老师和同学，通过查阅资料和多次实验，逐步掌握了实验方法和技巧。

在每次实验结束后，我及时总结实验过程中的经验和教训，并对实验结果进行了分析和反思。

四、实习收获通过本次实习，我收获颇丰，具体表现在以下几个方面：1. 提高了实际操作能力：通过仿真上机实习，我将所学的理论知识应用到了实际操作中，提高了自己在计算机应用方面的实际操作能力。

2. 培养了动手能力和解决问题的能力：在实习过程中，我学会了如何动手搭建和配置计算机网络、操作系统、数据库等，并通过解决问题锻炼了自己的动手能力和解决问题的能力。

3. 加深了对专业知识的理解和运用：通过仿真实验，我更加深入地理解了计算机网络、操作系统、数据库和编程语言等专业知识，并能够将其运用到实际操作中。

******理工大学《控制系统计算机仿真》上机报告院系：班级：姓名：学号：时间：年月日2-2用MATLAB 语言求下列系统的状态方程、传递函数、零极点增益和部分分式形式的模型参数，并分别写出其相应的数学模型表达式：（1）2450351024247)(23423+++++++=s s s s s s s s G（2）u X X ⋅⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡------------=⋅022475.025.075.125.1125.15.025.025.025.125.425.25.025.1525.2 []X y 2020=解：（1）源程序：num=[1 7 24 24]; den=[1 10 35 50 24]; G=tf(num,den)[Z,P,K]=tf2zp(num,den) [A,B,C,D]=tf2ss(num,den) [R,P,H]=residue(num,den)结果：Transfer function:s^3 + 7 s^2 + 24 s + 24 ---------------------------------s^4 + 10 s^3 + 35 s^2 + 50 s + 24 Z =-2.7306 + 2.8531i -2.7306 - 2.8531i -1.5388 P =-4.0000 -3.0000 -2.0000 -1.0000 K = 1 A =-10 -35 -50 -24 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 B = 1 0C =1 7 24 24D =R =4.0000-6.00002.00001.0000P =-4.0000-3.0000-2.0000-1.0000H =[]（2）源程序：A=[2.25 -5 -1.25 -0.5;2.25 -4.25 -1.25 -0.25;0.25 -0.5 -1.25 -1;1.25 -1.75 -0.25 -0.75]B=[4;2;2;0]C=[0 2 0 2]D=[0][num,den]=ss2tf(A,B,C,D)[Z,P,K]=tf2zp(num,den)[R,P,H]=residue(num,den)结果：A =2.2500 -5.0000 -1.2500 -0.50002.2500 -4.2500 -1.2500 -0.25000.2500 -0.5000 -1.2500 -1.00001.2500 -1.7500 -0.2500 -0.7500B =422C =0 2 0 2D =num =0 4.0000 14.0000 22.0000 15.0000 den =1.0000 4.0000 6.2500 5.25002.2500 Z =-1.0000 + 1.2247i -1.0000 - 1.2247i -1.5000 P =-1.5000 -1.5000 -0.5000 + 0.8660i -0.5000 - 0.8660i K =4.0000 R =4.0000 0.0000 0.0000 - 2.3094i 0.0000 + 2.3094i P =-1.5000 -1.5000 -0.5000 + 0.8660i -0.5000 - 0.8660i H = []2-3 用殴拉法求下列系统的输出响应)(t y 在10≤≤t 上，1.0=h 时的数值解。

系统仿真上机作业学号：04103166姓名：丛旭亚系统仿真上机作业一、计算机辅助系统分析：系统如下图所示其中r 是单位阶跃，GN是非线性器件，G0s=K(1+s)s(10s+1)(0.625s+1)(0.025s+1)1.当GN=1、K = 40时，用MATLAB 画出开环Bode 图，求出ωC、θB。

由其估计出tr、ts、σ%。

解：使用程序如下：num=[40 40];den=conv(conv([10 1 0],[0.625 1]),[0.025 1]);bode(num,den);grid onG=tf(num,den);[Gm Pm Wcg Wcp]=margin(G)运行程序得到如下结果：Gm =4.3241Pm =10.0298Wcg =5.1672Wcp =2.3985其中ωC= Wcp =2.3985rad/s，θB= Pm =10.0298°绘制出Bode图如下：通过系统的开环Bode图，可将系统的开环传递函数简化成G0's=40s(10s+1)，其相应的闭环传递函数为GB'(s)=4010s2+s+40。

可求得ξ=0.025，ωn=2。

所以可估计出σ%=e-πξ/1-ξ2*100%=92.44%，ts=3.5/(ξωn)=70s,tr=π-βωn1-ξ2=0.80s(β=arctan1-ξ2ξ)。

2.当GN=1、K = 40时，用MATLAB 画出根轨迹图，并求出K = 40时的闭环极点；由其估计出tr、ts、σ%。

解：使用程序如下：num=[40 40];den=conv(conv([10 1 0],[0.625 1]),[0.025 1]);rlocus(num,den)G=tf(num,den);G1=feedback(G,1)[p,z]=pzmap(G1)运行程序得到如下结果：p =-40.1616-0.2274 + 2.4146i-0.2274 - 2.4146i-1.0837z =-1其中得到的p的值就是K=40时的闭环极点。

交通系统仿真上机报告1、打开软件2、插入背景2.1依次选择：查看→背景→编辑…，点击加载…，选择需要导入VISSIM的目标图片文件。

2.2关闭背景选择窗口，在巡航工具栏中点击，显示整个地图。

2.3再次打开背景选择窗口，选择待缩放的文件，点击比例尺。

此时，鼠标指针变成一把尺，尺的左上角为“热点”。

2.4按住并沿着标距拖动鼠标左键。

2.5释放鼠标，输入两点间的实际距离，点击确定。

2．6. 在背景选择窗口中点击初始，可以将背景图片移动到目标位置。

此时，鼠标指针变成手掌形状，大拇指为“热点”。

按住鼠标左键，可以把背景图片拖到一个新的位置。

一般情况下，只要导入的第一张位图不是必须与已有的VISSIM路网重合，就不需要对其进行移动。

2.7. 依次选择：查看→背景→参数…，点击保存，永久保存背景图片的当前比例和原始信息。

该命令将产生一个名为<graphics-file>.HGR的参数文件，当再次加载同一背景图片时，请确认背景图片文件与相应的*.HGR文件在同一目录下。

3、利用路段和连接器创建路网3.1. 在路段的起始位置点击鼠标右键，沿着交通流运行方向将其拖动至终点位置，释放鼠标。

3.2. 编辑连接器数据。

选择若鼠标点击位置存在重叠的多个路段/连接器，使用命令（默认快捷键<Tab>）浏览所有路段/连接器，从中进行选择。

4、车辆输入在相应的路段上双击鼠标左键，打开创建车辆输入窗口。

编号：输入交通流量的唯一编号。

名称：标识或注释标识：单独设置交通流量输入标识的显示与否。

交通构成：输入交通流量的交通构成。

交通流量：单位：辆/小时。

从/到：激活输入交通流量对应的时间间隔（单位：仿真时钟）。

当在一个路段定义了多个时间间隔时，注意避免时间间隔发生重叠。

精确生成车辆数：根据用户的定义，精确地产生进入路网的车辆数。

5、路径选择5.1. 选择输入交通流量模式。

5.2. 选择需要定义输入交通流量的路段。

5.3. 鼠标左键双击该路段，打开车辆输入窗口。

计算机仿真技术-上机实验1. 已知传递函数为008.51026.2503247.5008.504.25)()()(23++++==s s s s s U s Y s G在MATLAB 中将传递函数转化为零极点和状态方程两种模型形式，要求写出MATLAB 指令和得到的模型方程.MATLAB 指令为：num=[25.04 5.008] ;den=[1 5.03247 25.1026 5.008] ;sys_tf=tf(num,den);[A,B,C,D]=tf2ss(num,den);sys_ss=ss(A,B,C,D)[z,p,k]=tf2zp(num,den);sys_zpk=zpk(z,p,k)得到：零极点模型为Zero/pole/gain:25.04 (s+0.2)---------------------------------(s+0.2078) (s^2 + 4.825s + 24.1)状态空间模型为：a =x1 x2 x3x1 -5.032 -25.1 -5.008x2 1 0 0x3 0 1 0b =u1x1 1x2 0x3 0c =x1 x2 x3y1 0 25.04 5.008d =u1y1 0Continuous-time model.2. 已知状态空间模型为2u-2y 形式：⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡21212121211100001001101142510u u x x y y u u x x x x在MATLAB 中将状态方程转化为传递函数，要求写出MATLAB 指令和得到的模型方程.注意：2个输入和2个输出，得到4个传递函数：G11=y1/u1, G12=y1/u2,G21=y2/u1,G22=y2/u2.MATLAB 指令为：A=[0 1 ; -25 -4] ; B=[1 1 ; 0 1] ; C=[1 0 ; 0 1] ; D=[0 0 ; 0 0] ;sys_ss=ss(A,B,C,D) ;[num,den]=ss2tf(A,B,C,D,1);sys_tf11=tf(num(1,:),den)sys_tf21=tf(num(2,:),den)[num,den]=ss2tf(A,B,C,D,2);sys_tf12=tf(num(1,:),den)sys_tf22=tf(num(2,:),den)Transfer function y1/u1s + 4--------------s^2 + 4 s + 25Transfer function: y2/u1-25--------------s^2 + 4 s + 25Transfer function: y1/u2s + 5--------------s^2 + 4 s + 25Transfer function: y2/u2s - 25--------------s^2 + 4 s + 253. 已知连续时间传递函数为62551010)()()(23++++==s s s s s U s Y s G 取采样时间为0.1s ，求离散化的传递函数，要求写出MATLAB 指令和离散化传递函数。

东方仿真软件上机操作快速入门
金自强
1 进入仿真操作界面
（1）开始→所有程序→运行相应东方仿真软件应用程序（化工单元为CSTS2007，大工段为常减压或合成氨全工段）
（2）仿真软件运行后进入“启动”界面：填写姓名、学号、教师指令站地址：hgyfz、机器号可不填→点击“局域网模式”
（3）进入“培训考核大厅”：选择“自由训练培训室”（用于日常培训或其它项目考试教室）→点击“连接”→确认登录信息后点击“确定”
（4）进入“培训参数选择”：选择“培训工艺”（例如离心泵单元）→选择“培训项目”（例如冷态开车）→点击“启动项目”按钮即进入仿真操作软件
（5）仿真操作软件包括两个窗口：“仿真操作窗口”和“操作质量评分系统”。

前者有“现场图画面”、“DCS图画面”等，供学员操作使用；后者有“操作步骤提示”，还可以浏览成绩。

2 重要文档
部分重要文档位于学生机以下路径：我的电脑→P:\CAI\东方仿真文档\
3 控制点位号含义。

实验报告课程名称：物流系统仿真实验类型：上机实验项目名称： Flexsim仿真软件操作学生姓名： xxx 专业：物流工程学号： XXXXXX 同组学生姓名：指导老师： XXXXXX实验地点： XXXXXX 实验日期： 2010-10-29一、实验目的和要求（一）实验目的1、掌握仿真软件Flexsim操作及应用。

2、结合实际情况设计模型解决问题。

（二）实验要求能够根据实际要求建立仿真模型，通过对仿真模型的运行找到实际系统的瓶颈，并通过修改模型对实际系统进行分析，最终对系统提出优化方案二、实验内容和原理模型一在第一个模型中将研究3种产品离开一个生产线进行检验的过程。

有3种不同产品类型的临时实体将按照正态分布间隔到达。

临时实体的类型1,2,3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检验。

有三个检验台用来检验。

检验后的临时实体放到输送机上。

在输送机终端再被送到吸收器中，从而推出模型。

数据：发生器到达速率：正态分布normal(20,2)s;暂存区最大容量：25个临时实体；检验时间：指数分布exponential(0,30)s;输送机速度：1m/s；模型二模型二中将采用一组操作员来为模型中临时实体的检验流程进行预置操作。

检验工作需要两个操作员之一进行预置。

预置完成后就可以进行检验了，无需操作员在场操作。

操作员还必须在预置开始前将临时实体搬运到检验地点。

检验完成后，临时实体转移到输送机上，无需操作员协助。

数据：检测器的预置时间：为常数值，10s;产品搬运:操作员从暂存区到检测器，叉车从输送机到末端的暂存区到吸收器。

输送机暂存区：容量为10。

基础教程二增补本教程指导建模人员如何添加一些额外的东西在模型运行中显示数据和信息；学习如何添加3D图标和图形，如何显示在基础教程2中完成的模型中的3D 文本。

学习内容如下：（1）如何添加一个三维曲线图来显示暂存区的当前数量；（2）如何添加一个三维柱状图来显示暂存区的等待时间；（3）如何添加一个三维饼状图来显示每个操作员的状态分布；（4）如何添加一个三维可视化文本来显示输送机暂存区的平均等待时间；（5）如何安排曲线图、图表、文本的位置以取得最好的视觉效果。

matlab系统仿真课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解Matlab系统仿真的基本概念，掌握仿真模型建立的基本方法。

2. 学生能掌握Matlab中相关工具箱的使用，实现对动态系统的建模与仿真。

3. 学生能运用所学知识对实际工程问题进行系统仿真，分析仿真结果。

技能目标：1. 学生能运用Matlab软件进行系统仿真，具备实际操作能力。

2. 学生能通过团队协作，解决复杂工程问题，提高沟通与协作能力。

3. 学生能运用仿真技术对实验结果进行分析，具备一定的数据处理能力。

情感态度价值观目标：1. 学生通过课程学习，培养对仿真技术的兴趣，提高学习积极性。

2. 学生能认识到系统仿真在工程领域的重要应用，增强专业认同感。

3. 学生在团队协作中，学会尊重他人，培养良好的团队合作精神和职业道德。

本课程针对高年级学生，结合Matlab系统仿真相关知识，注重理论与实践相结合。

课程性质为实践性较强的专业课程，旨在培养学生具备实际工程问题的建模与仿真能力。

根据学生特点和教学要求，课程目标具体明确，分解为可衡量的学习成果，便于后续教学设计和评估。

通过本课程的学习，使学生能够掌握Matlab系统仿真的基本方法，提高解决实际工程问题的能力，为未来从事相关工作打下坚实基础。

二、教学内容1. Matlab系统仿真基础理论- 动态系统建模基本概念- Matlab仿真流程与原理- 相关工具箱介绍2. 动态系统建模与仿真- 线性系统建模方法- 非线性系统建模方法- 系统仿真模型建立与验证3. 实际工程问题仿真案例分析- 控制系统仿真案例分析- 信号处理仿真案例分析- 机电系统仿真案例分析4. Matlab系统仿真实验- 基础实验：Matlab基本操作与绘图- 综合实验：动态系统建模与仿真- 创新实验：实际工程问题仿真教学内容根据课程目标进行选择和组织，确保科学性和系统性。

本课程以课本为基础，涵盖Matlab系统仿真的基本理论、建模方法、实际案例分析及实验操作。

系统仿真作业：观测站(O 点)为测得的某航班数据，当飞机到达某位置P 时开始对飞机的相关数据进行记录，在位置P 处时间t 记为0，当飞机到观测站的距离达到最短时飞机所处的位置记为M 点，飞机在t 时刻所处的位置与观测站O 点的连线到直线OM 的夹角记为θ(t)。

附表一给出了观测站某次记录数据：A 列为记录时间t ，其间隔为0.001s ；B 列为飞机飞行过程中t 时刻飞机相对于P 点的距离S(t)；C 列给出了飞机t 时刻角度θ(t)的理论值theta_theory （参考输入），D 列给出了观测站实际上观测到的飞机在t 时刻时角度θ(t)的观测值theta_observation ；E 列给出了当把C 列数据theta_theory 作为某标准二阶伺服系统G(s)的输入信号时该标准二阶伺服系统的输出值theta_output 。

作业要求：（1） 将附表一中的数据导入matlab 工作空间，使各列数据都能作为变量使用。

（2） 试根据表格中的数据使用MATLAB 完成以下问题1. 根据A 、B 两列数据确定飞机飞行时的理论运行轨迹和飞机的飞行速度；2. 根据A 、B 、C 三列数据确定当飞机到达M 点时观测站O 到M 点的距离。

（3） 设计标准二阶伺服系统G(s)2n 222S nn ωζωω++=,要求： 1．确定合适的ζ值，其单位阶跃响应的性能指标满足:系统的超调量σ%介于4.5%~8.0%之间2.使用MATLAB 仿真确定参数ωn,使得：当把C 列数据theta_theory 作为该二阶伺服系统的输入时，系统的输出尽可能的接近E 列所给出的theta_output 。

求出系统传递函数参数。

3.将C 列theta_theory 作为设计好的标准二阶伺服系统的输入信号，计算输出相对于输入的相对误差；作出输出随时间变化的曲线，以及相对误差随时间变化的曲线。

（4） 在上述设计好的伺服系统中加入合适的干扰信号和适当的非线性环节，使得当把C列数据theta_theory 作为输入信号时系统的输出尽可能接近D 列数据(θ(t)的观测值theta_observatuon)。

电力系统仿真课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解电力系统的基本概念，掌握电力系统仿真的基本原理；2. 使学生掌握电力系统各组成部分的模型建立方法，能够运用相关软件进行电力系统仿真；3. 帮助学生了解电力系统运行特性，掌握电力系统稳定性的分析方法。

技能目标：1. 培养学生运用电力系统仿真软件进行模型搭建、仿真分析和结果解读的能力；2. 提高学生解决实际电力系统问题的能力，能够运用所学知识对电力系统故障进行分析和处理；3. 培养学生的团队协作能力和沟通表达能力，能够就电力系统仿真项目进行有效讨论和展示。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力系统的兴趣，激发他们探索电力科技的热情；2. 培养学生的创新意识，使他们敢于尝试新的仿真方法和技巧；3. 增强学生的社会责任感，使他们认识到电力系统仿真在保障电网安全、提高能源利用效率等方面的重要意义。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，旨在让学生通过实际操作，掌握电力系统仿真的基本技能。

学生特点：学生具备一定的电力系统基础知识，对实际操作和新技术具有浓厚兴趣。

教学要求：结合学生特点和课程性质，采用案例教学、分组讨论、实际操作等多种教学方法，注重培养学生的实践能力和创新精神。

在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。

\教学内容：1. 电力系统基础理论回顾：包括电力系统的基本概念、组成、运行特性等，为后续的仿真打下坚实的理论基础。

- 主要元件的数学模型：详细讲解发电机、变压器、线路等主要元件的数学模型建立方法，使学生能够理解并应用这些模型进行仿真。

- 仿真软件介绍与操作：介绍常用的电力系统仿真软件，如PSS/E、DIgSILENT PowerFactory等，并指导学生进行基本操作。

2. 电力系统仿真实践：- 案例分析：通过分析典型的电力系统故障案例，使学生了解仿真在实际电力系统中的应用。

- 模型搭建：指导学生利用仿真软件搭建电力系统模型，包括发电机、负载、线路等。

计算机控制系统大作业完成时间：2012年6月13日星期三上机作业13-9：实验题目如下图所示计算机控制系统，其中1110.5()10.2zD zz--+=+，0210(5)()sG ss+=，0.1T s=。

y(t)实验要求：（1） 将连续部分变换为等效的脉冲传递函数G(z)，然后分别列写D(z)和G(z)对应的状态方程和输出方程，最终列出闭环系统的状态方程和输出方程。

（2） 直接写出连续部分的连续状态方程，然后将该连续状态方程离散化，给出相应的离散状态方程和输出方程，再结合（1）中计算出的D(z) 对应的状态方程和输出方程，最终给出闭环系统的状态方程和输出方程。

（3） 分别对上述两种方法得到的闭环系统状态空间描述做Matlab 仿真，并分别绘制闭环系统在单位阶跃信号输入的情况下的响应曲线，以与状态变化曲线。

（4） 对两种方法得到的仿真结果进行对比分析，给出仿真结论（即：两种数学描述的等价性）。

（5） 用Matlab 提供的simulink 仿真工具对该闭环系统进行仿真，给出单位阶跃响应曲线。

（选作） 理论分析：（1）被控对象离散化：212231e 10(5)5(1)()[]10(1)[](1)(1)sT s Tz T z z G z Z z s s z z ---++==-+--=21.25(0.6)(1)z z --依串行法写状态方程：1.25(0.6)()(1)(1)z G z z z -=--11(1)() 1.25()x k x k u k +=+2211(1)()(1)0.6()x k x k x k x k +=++-21112()[() 1.25()]0.6()0.4()() 1.25()x k x k u k x k x k x k u k =++-=++1122(1)()10 1.25()(1)0.41() 1.25x k x k u k x k x k +⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥+⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦2()()y k x k = 控制器离散化:0.50.3()10.20.2z D z z z +==+++状态方程为 33(1)0.2()0.3()x k x k e k +=-+ 3()()()u k x k e k =+ ()()()e k r k y k =- 闭环系统方程:1132(1)() 1.25() 1.25() 1.25()x k x k x k r k x k +=++-21232(1)0.4()() 1.25() 1.25() 1.25()x k x k x k x k r k x k +=+++-332(1)0.2()0.3()0.3()x k x k r k x k +=-+-112232(1)()1 1.25 1.25 1.25(1)0.40.25 1.25()()1.2500.30.20.3(1)()x k x k x k x k r k x k x k +-⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥+=-+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥--+⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦ [()0y k = 1 0]123()()()x k x k x k ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦（2）由0210(5)()s G s s +=写出连续状态方程如下:=最后求得的状态方程为：实验程序源代码：%%N = 20;r = ones(N,1);%% selected state variables 1 state1 = zeros(3,N);x1 = zeros(3,1); % initial value of state variabley1 = zeros(N,1);F1 = [1 -1.25 1.25;0.4 -0.25 1.25;0 -0.3 -0.2];G1 = [1.25 1.25 0.3]';C1 = [0 1 0];for i = 1 : Ny1(i) = C1 * x1;state1(:,i) = x1;x1 = F1 * x1 + G1 * r(i); end %% selected state variables 2 state2 = zeros(3,N);x2 = zeros(3,1); % initial value of state variabley2 = zeros(N,1);F2 = [0.75 0.05 0.005;-5 00.1;-15 -3 -0.2];G2 = [0.005 0.1 0.3]';C2 = [50 10 0];for i = 1 : Ny2(i) = C2 * x2;state2(:,i) = x2;x2 = F2 * x2 + G2 * r(i); end%%figure(1);plot([1:N],y1,'ko-');xlabel('iteration index k'); ylabel('ouput y(k)');figure(2);plot([1:N],state1,'-o'); legend('x_1(k)','x_2(k)','x_3( k)');xlabel('iteration index k'); ylabel('state variables x(k)'); %%figure(3);plot([1:N],y2,'k*-');xlabel('iteration index k'); ylabel('ouput y(k)');figure(4);plot([1:N],state2,'-*'); legend('x_1(k)','x_2(k)','x_3( k)');xlabel('iteration index k'); ylabel('state variables x(k)');仿真结果：用第一种方法绘制闭环系统在单位阶跃信号输入的情况下的响应曲线，以与状态变化曲线。

《控制系统仿真》大作业一、基本操作程序实现：1、自己定义一组数据，并将其保存到文件data.dat 。

要求第一列为时间t （t 为等差数列，2000≤≤t ）；第二列为与t 对应的201个幅值数据，作为信号)(1t f 的幅值；第三列为按s 的降幂排列的传递函数分子系数；第四列为按s 的降幂排列的分母系数。

第三列、第四列的数据个数不能超过5个。

2、读入data.dat 数据， 画出)(1t f 的时域波形。

3、⎪⎩⎪⎨⎧-<≤≤<≤=其它且)3(15)(10010)(100)(*2)(112112t f t f t t f t t f t f求取)(2t f ，将结果保存到result.mat 文件，画出其时域波形。

4、按data.dat 中的第三列、第四列，求取其对应的传递函数，绘制其bode 图。

报告要求：简述程序的实现过程。

二、子系统封装程序要求：1、 用SIMULINK 建立系统：c bx ax y ++=3，x 为输入，y 为输出，c b a ,,为常数。

对该系统进行封装，要求通过对话框能修改c b a ,,的值。

2、 若输入x 为幅度为5、频率为0.25Hz 的锯齿波，采用示波器显示输出y 及输入x 的波形。

3、 将输入x 、输出y ，导入到工作空间，并采用plot 命令，将两个波形在同一波形窗口显示，带网格线、图例。

报告要求：用文字阐述上述程序的实现过程。

三、PID 控制器参数整定 某控制系统的开环传递函数为11010)(230+++=s s s s G ，采用单位负反馈。

程序要求：1、试采用工程整定法，设置合适的P 、PI 、PID 控制器的参数。

2、将仿真时间定为300秒，绘制整定后的系统的单位阶跃响应曲线。

3、设计M 文件，采用编程法求取系统阶跃响应性能指标：超调量、调节时间。

报告要求：1、阐述该题目的PID 参数整定过程。

2、阐述超调量、调节时间的求取过程。