计算机仿真技术仿真复习提纲 2

仿真与建模复习提纲二、建模与仿真复习题1. 仿真的概念、类别及特点？P2仿真：简历计算机仿真模型模拟现实的动态系统，在仿真模型上进行各种实验，以评估和改善系统性能。

分类：连续系统仿真（所模拟的系统的状态变量随事件连续变化）、离散事件仿真（状态变量随一个个事件的发生而在特定的时间点离散变化，系统的状态变化是由事件驱动）、混合系统仿真（模拟的系统既有连续的部分）。

2. 简述仿真项目的研究步骤？P10 步骤：①定义仿真研究的目的。

②手机数据，简历概念模型。

③简历计算机仿真模型。

④模型校核与验证。

⑤实验运行和结果分析。

3. 模型的概念、类别及特点？P1-P2模型：系统各元素交互关系的简化表示，这些关系包括因果关系、流程关系以及空间关系等。

分类：物理模型、逻辑模型、符号模型、解析模型，仿真模型。

4. 现代可视化仿真软件的分类、特点和发展趋势？P3 分类：ExtendSim、Arena、Promodel、Witness、Anylogic、Flexsim、Automod、eM-Plant特点：图形化用户界面、动画支持、输入数据分析器、结果输出分析器、数据处理功能等。

趋势：智能化建模技术、基于Web的仿真、智能化结果分析与优化技术，面向制造系统、物流系统、服务系统等领域，成为提高系统性能、提升企业竞争力的有效工具。

5. 层级模块的概念及作用？P35-P37 层级模块：Extendsim 的层级功能可以将一些基本的建模结构封装为一个单个的、高级的结构，还可以继续讲一些这类的高级结构封装为一个单个的更高级的结构，即层次模块。

作用：可以将一个复杂的系统分解为不同的部分建模，从而降低模型的复杂性。

6. 方程的概念及extendsim 软件中的模块种类及特点？P119、P59-P60方程：一系列用来对一个或者多个输入变量进行计算，输出一个或者多个输出变量的命令。

模块种类：Residence驻留：驻留类型的模块可以让实体在模块内停留一段时间。

《计算机仿真》期末复习资料一、重要知识点提要 (1)二、练习套题1 (1)三、练习套题1参考答案 (3)四、练习套题2 (9)五、练习套题2参考答案 (10)六、PID的调节实例 (15)一、重要知识点提要1、常用函数的使用；（ones, eye, zeros, length, size, diag, magic, mean, conv,…）2、矩阵的输入、调用；矩阵内部元素的调用；矩阵的运算；数组运算；3、关系运算符、逻辑运算符的使用；4、流程控制语句：if, for, switch, break, while的用法；5、基本绘图命令：plot, subplot；（如何将图拷到WORD中）6、LMI模型：TF、ZPK、SS的生成、转换，离散模型及连续模型，模型数据的获取，闭环传递函数的求法;(feedback)7、闭环极点的求法；系统稳定性判定；(roots)8、系统可控性、可观性判定；（ctrb（A,B），obsv(A,C),rank）9、系统根轨迹、奈氏图、波德图的画法，稳定裕量的求法；（rlocus, bode, nyquist, margin）10、系统响应曲线、响应数据的求法：step, impulse, lsim；11、M文件编写，系统动态性能指标的求法；12、仿真模型的建立，PID封装，PID调节法.(如何利用PLOT函数画曲线，并拷至文档中)二、练习套题1练习说明：．．．．．1、请在E盘目录下建立一个以自己姓名、班级和学号为名字的文件夹，格式为“姓名_班级_学号”，例如“张三_自动化061_28”。

并在该文件夹下建立名为“计算机仿真答卷_试卷类型”的WORD文件，其中试卷类型写你所做试卷的类型码，例如“计算机仿真答卷_A ” ，在本次考试中所有结果（包括源程序，图或曲线以及运行结果等）均须保存在该文件中，否则记零分； 2、 答案中要求保留利用MATLAB 软件进行计算和仿真的过程； 3、要求在答卷上写清题号，并按顺序写答案。

复习要点1、关于考试：本次考试开卷考试，试题分三种类型，填空20分，计算编程40分，简答40分2、考试时间在6月1日下午2：00-3：50第一章：1、系统的概念、系统的性质；数学模型的概念、用途、分类。

2、仿真的概念、类型及区别。

3、连续系统仿真的分类，相似论。

4、数字仿真的工作流程、三要素、数字仿真程序和它的三个阶段。

第二章1、仿真研究的概念、数学模型的种类。

2、三种连续系统的数学模型及其推导过程，学会用2.20，2.21推导微分方程的状态空间表达（习题2.1），例子2.1（习题2.2）3、离散时间模型的形式，理解推导过程。

Matlab语言中的模型表示，4个函数，学会num和den的表达，conv函数的应用，模型转换函数如：tf2ss( ),tf2ss( ),zp2ss( ),ss2zp( )等3、实现问题的含义，4种实现，如何选择哪一种实现.4、连续系统离散化的两种方法及Matlab语言函数习题 1、2第三章1、欧拉法、单步法-自启动法，几何意义，误差形式。

2、改进欧拉法及其特点。

3、龙格-库塔法，它的特点，1-4阶公式，几何表示4、线性多步法概念、特点。

显示和隐式的关系5、用Matlab求解常微分方程的函数，例3.1 用ode45解方程组6、数字仿真程序的构成，方块的含义第7章1、Simulink的启动方法（三种）2、基本操作：模型基本模块，模块排序的两个基本原则3、基本模块，了解常用模块在那个模块库中4、模块的链接5、子系统的作用（两个），创建的方法，子系统的封装过程，封装子系统和非封装子系统的区别6、回调的概念和函数7、S函数的概念、工作原理。

第8、9章1、虚拟现实的概念、作用，三个”I”的理解2、虚拟现实的组成3、仿真语言的功能、一般结构4、仿真实验的计划制定与实施最后，与上机有关的内容，需要能利用Simulink进行仿真，用编程的方法实现各种数学模型的表示，以及转换。

1、系统
2、仿真系统
3、事件表
4、计算机仿真
5、系统边界
6、事件表
1、简述系统分析的步骤。

2、简述计算机仿真以及计算机仿真的分类。

3、使用Simulink 设计一个正弦信号，并将信号输出到示波器中，写出实现步骤，并绘图。

1、简述系统的“三要素”。

2、简述计算机仿真模型应具有的性质。

3、简述计算机仿真的优点：
1、利用MA TLAB 求鸡兔同笼问题：鸡和兔子关在一个笼子里，已知共有头36个，脚100个，求笼内关了多少只兔子和多少只鸡？
2、绘制下图中的二维曲线，要求：
（1）sin(t)用红色实线; cos(t)用蓝色虚线;
（2）标注标题、图例注解、横坐标、纵坐标
（3） 分别在点[1.7*pi;1.6*pi]和[-0.3; 0.7]处加标注'sin(t)'和'cos(t)'。

正弦和余弦曲线
时间正弦&余弦
1、利用MA TLAB求1！+2！+3！+ …+5！的值。

2、利用MA TLAB符号变量写出f=x3-10x2+5x-15的表达式。

（1）将该表达式进行因式分解
（2）求它的一阶导数
（3）求[0,5]区间的定积分 要求写出执行命令。

1、比较遗传算法与蚂蚁算法的优缺点，并阐述遗传算法与蚂蚁算法融合的思想。

1、叙述遗传算法的基本步骤并绘制遗传算法的流程图。

1、连续数据和离散数据的直方图分别与理论分布的什么相对应。

概率密度函数、概率质量函数2、Flexsim 的软件特征以及基本操作。

Flexsim 是用C++开发的离散事件、面向对象的仿真器，采用了OpenGL 技术。

动画可以以树形视图、2-D 、3-D 以及虚拟现实来显示。

用Flexsim 建立的模型很像模型表示的实际物理系统或概念系统。

任何流系统或过程都可以利用Flexsim 的拖放式模型构建对象来创建。

按住键盘“A ”键，点击鼠标左键可以在两个实体之间连接一条线。

按住键盘“Q ”键，点击鼠标左键可以在两个实体之间删除一条线按住键盘“S ”“W ”键同理。

AQ 用在固定元件与固定元件之间，SW 用在固定元件与可移动元件之间。

3、仿真中事件、活动和实体的定义。

实体：组成系统的物理单元。

事件：引起系统状态变化的行为，即系统的动态过程是靠事件来驱动的。

活动：两个相邻发生的事件之间的过程。

4、“仿真钟”的推进和推进速度的特点。

仿真钟的推进呈现跳跃性推进速度具有随机性5、跨重复周期数据的特点。

独立的，同分布的6、三角分布各参数的求法。

E(X)=(a+b+c)/37、在研究排队系统时，决策者通常要在哪两者之间做出权衡。

服务台利用率和顾客满意程度8、舍选技术的效率。

舍选技术的效率严重依赖于将拒绝数最小化的能力9、模型的假设一般分哪两类。

结构假设和数据假设10、能够快速显示出模型的合理性的两组统计量是什么。

当前容量和总数11、预测区间和置信区间各是什么的度量。

预测区间是风险的度量，而置信区间是误差的度量12、单、多服务台队列达到稳定的条件是什么 单服务台队列达到稳定的条件： 多服务台队列达到稳定的条件： 13、对于绝大多数队列，缩短队列长度的方法。

减小服务台利用率或服务时间波动的方式14、随机数的特征。

均匀性、独立性15、“到达速率”是指什么，“有效到达速率”是指什么？“到达速率”(单位时间的到达数目)和“有效到达速率”(单位时间内到达并进入系统的数目)16、仿真与建模可以用于解答现实世界系统各种各样什么问题。

一、什么叫系统？系统具有哪些特点？系统：为实现规定功能以达到某一目标而构成的相互关联的一个集合体或装置(部件)。

系统具有以下四个特点：①系统是由部件组成的，部件处于运动状态；②部件之间存在着联系；③系统行为的输出也就是对目标的贡献，系统各主量和的贡献大于各主量贡献之和，即系统的观点1+1>2；④系统的状态是可以转换的，在某些情况下系统有输入和输出，系统状态的转换是可以控制的。

二、系统性能好坏的评价指标有哪些？系统的好坏可以由以下四点观察：目标明确:每个系统（部件）均为一个目标而运动。

系统的好坏要看它运行后对目标的贡献。

因而目标明确是评价系统的第一指标。

结构合理:子系统的联接方式组成系统的结构。

联接清晰，路径通畅，冗余少等，以达到合理实现系统目标的目的。

接口清楚:子系统之间有接口，系统和外部的联接也有接口，好的接口其定义应十分清楚。

能观能控:通过接口，外界可以输入信息，控制系统的行为，可以通过输出观测系统的行为。

只有系统能观能控，系统才会有用，才会对目标作出贡献。

三、系统模型的定义、类型及特征？系统模型的定义：是指以某种确定的形式（如文字、符号、图表、实物、数学公式等），对系统某一方面本质属性的描述。

系统模型的分类：物理模型、数学模型系统模型的特征：（1）它是现实系统的抽象或模仿；（2）它是由反映系统本质或特征的主要因素构成的；（3）它集中体现了这些主要因素之间的关系。

四、计算机仿真的定义、类型、作用？计算机仿真（Computer Simulation ）定义：借助高速、大存储量数字计算机及相关技术，对复杂真实系统的运行过程或状态进行数字化模拟的技术。

计算机仿真的分类：①根据计算机分类：模拟计算机仿真、数字计算机仿真、模拟数字混合计算机仿真②根据仿真时钟与实际时钟的比例关系实时仿真、欠实时仿真、超实时仿真③根据系统模型的特性连续系统仿真、离散事件系统仿真五、简述计算机仿真的总体流程图？六、系统仿真的定义？系统仿真（System Simulation）定义：是以相似原理、系统技术、信息技术及其应用领域有关专业技术为基础，以计算机、仿真软件、仿真器和各种专用物理效应设备为工具，利用系统模型对真实的或设想的系统进行动态研究的一门多学科的综合性技术。

1.******第一章************2.系统的基本属性：整体性、相关性。

3.系统的三个研究方面、实体（存在于系统中的每一项确定的物体）、属性（实体所具有的每一项有效的特征）、活动（导致系统状态发生变化的一个过程）。

4.系统模型：是对实际系统的一种抽象，是系统本质的表述，是人们对客观世界反复认识、分析，经过多级转化，整合等相似过程而形成的最终结果，它具有与系统相似的数学描述或物理属性，以各种可用的形式，给出研究系统的信息；5.模型的作用：一、提高人们对现实系统的认识（模型具有通信，思考，理解三个层次）；二、提高人们对现实系统决策的能力（管理，控制，设计三个层次）；6.系统仿真可分为实体模型和数学模型，数学模型包括原始系统数学模型（概念模型，正规模型）和仿真系统数学模型（连续系统模型和离散事件系统模型）7.离散事件系统、集中参数系统、分布参数系统研究方法：控制论。

8.离散事件系统研究方法：排队论。

9.数学建模的任务：确定系统模型的类型、建立系统模型结构、给定相应参数。

10.建模所遵循的原则：模型的详细程度和精确度必须与研究目的相匹配，要根据所研究的问题的性质和所要解决问题来确定对模型的具体要求。

11.建模三要素：目的，方法，验证。

建模的途径：演绎法、归纳法；12.仿真研究的三要素：对仿真问题的描述，行为产生器，模型行为及其处理。

13.数学建模信息源：建模目的，先验知识，实验数据。

14.系统仿真概念：以相似原理、系统技术、信息技术及其应用领域有关专业技术为基础，以计算机、仿真器和各种专用物理效应设备为工具，利用系统模型对真实的或者设想的系统进行动态研究的一门多学科的综合性技术。

15.仿真的作用：1优化系统设计。

2对系统或系统的某一部分进行性能评价。

3节省经费。

4重现系统故障，以便判断故障产生的原因。

5可以避免试验的危险性。

6进行系统抗干扰性能的分析研究。

7训练系统操作人员。

8为管理决策和技术决策提供依据。