半实物仿真原理图

2009-2010年第2学期系统仿真原理及应用教学内容绪论离散事件系统仿真输入数据的分析仿真结果与系统方案分物流仿真软件介绍学校：武汉科技学院学院：机电工程学院班级：工业工程071姓名：学号：参考教材•《物流系统仿真原理与应用》张晓萍主编.中国物资出版社,2005.•《生产系统建模与仿真》孙小明编著.上海交通大学出版社,2006.•《制造系统建模与仿真》目录第1讲绪论系统仿真技术的发展历史1.2 系统仿真的基本概念系统仿真技术的特点系统仿真的应用系统仿真的相关技术第2讲离散事件系统建模与仿真的基本原理 系统建模与仿真的基本步骤离散事件系统建模的基本要素建立系统模型的常用方法离散事件系统仿真程序的基本结构系统建模与仿真案例分析第3讲输入数据的分析简介原始数据的收集随机变量的识别参数估计拟合度检验第4讲随机变量的产生随机数的生成方法随机数发生器的检验随机变量的生成原理典型随机变量的生成第5讲排队系统的建模与仿真⏹排队论的基本概念排队系统的组成到达模式服务机构排队规则队列的度量⏹排队模型的分类⏹排队系统的分析单服务台M/M/1模型多服务台M/M/c模型M/M/c和M/M/1模型比较第6讲系统仿真算法事件调度法活动扫描法进程交互法第1讲绪论1.1 系统仿真技术的发展历史一、系统模型系统模型——对实际系统进行简化和抽象、能够揭示系统元素之间关系和系统特征的相关元素实体。

•物理模型——根据相似准则缩小和简化的实际系统，对这样的物理模型进行实验研究，其结果可以近似推广到原系统。

存在的主要问题：研究费用较为昂贵试验是有限制的需要花费大量的时间数学模型仿真模型1952年美国成立仿真学会美国的《21世纪制造业发展战略报告》中提出，2020年前世界制造业面临的6大挑战和10大关键技术中，10大关键技术的第5项是“企业建模及仿真”。

20世纪40年代，冯·诺依曼正式提出了系统仿真的概念世界先进国家的生产企业将生产仿真研究作为研究生产系统的一个重要手段，如英特尔、戴尔、马士基等，在企业扩建和改造的前期、新产品生产的投入之前，都会运营计算机仿真技术对企业将要采用的生产系统进行仿真和预测，为生产系统的调度决策、生产能力预测、生产设备的合理匹配、生产线的效率提高提供量化依据，为生产系统的早日投入正常生产运行起到出谋划策的作用。

仿真测试系统系统概述FireBlade系统仿真测试平台基于用户实用角度，能够辅助进行系统方案验证、调试环境构建、子系统联调联试、设计验证及测试，推进了半实物仿真的理论应用，并提出了虚拟设备这一具有优秀实践性的设计思想，在航电领域获得了广泛关注和好评由于仿真技术本身具备一定的验证功能，因此与现有的测试技术有相当的可交融性。

在航电设备的研制和测试过程中，都必须有仿真技术的支持：利用仿真技术，可根据系统设计方案快速构建系统原型，进行设计方案的验证；利用仿真验证成果，可在系统开发阶段进行产品调试；通过仿真功能，还可对与系统开发进度不一致的子系统进行模拟测试等。

针对航电设备产品结构和研制周期的特殊性，需要建立可以兼顾系统方案验证、调试环境构建、子系统联调联试、设计验证及测试的系统仿真平台。

即以半实物仿真为基础，综合系统验证、系统测试、设备调试和快速原型等多种功能的硬件平台和软件环境。

目前，众多研发单位都在思索着如何应对航电设备研制工作日益复杂的情况。

如何采取高效的工程技术手段，来保证系统验证的正确性和有效性，是航电设备系统工程的重要研究内容之一，FireBlade 系统仿真测试平台正是在这种大环境下应运而生的。

在航电设备研制工程中的定位设备可被认为是航电设备研制工程中的终端输出，其质量的高低直接关系到整个航电设备系统工程目标能否实现。

在传统的系统验证过程中，地面综合测试是主要的验证手段，然而，它首先要求必须完成所有分系统的研制总装，才能进行综合测试。

如果能够结合面向设备的仿真手段，则可以解决因部分设备未赶上研发进度导致综合测试时间延长的问题。

在以往的开发周期中，面向设备的仿真技术并没有真正得到重视：（1）仿真技术的应用主要集中在单个测试对象上，并且缺乏对对象共性的重用；（2）仿真技术缺乏对复杂环境与测试对象的模拟；（3）仿真技术的应用缺乏系统性，比如各个阶段中仿真应用成果没有实现共享，即系统设计阶段仿真验证的成果，往往没有应用在后期产品测试阶段对设备的验证上。

总结
RT-LAB平台特点总结： RT-LAB旗舰：基于PC机群的分布式并行技术 Artemis：实时解算算法 RT-Events：提高定步长仿真精度 RT-Drive ：对逆变桥的精确仿真 基于PC机群的分布式并行技术、独特的实时解算算 法、有效地插值补偿技术，结合SimPowerSystems及 EMTP-RV在电磁暂态仿真领域的强大实力，使得RTLAB平台在电力实时仿真领域有突出的技术和成本优 势，越来越多的使用在各种交直流电力应用中。 期待RT-LAB及上海科梁解决方案为您的科研和产业 化提供强有力的技术支持。
2009/11/19
电力实时仿真
提高计算能力的办法
⑵并行处理：同时性和并行性是物质世界的普 遍规律。
2009/11/19
电力实时仿真
PC机群-电力仿真领域的未来趋势
PC机群-未来趋势
1、成本较低 2、易于升级 3、计算性能不断提高 4、高速互联网络的快速发展 基于PC机群的硬件架构是 电力实时仿真的未来趋势




2009/11/19
电力实时仿真
虚拟世界与现实世界
虚拟世界：采用仿真时间。 现实世界：采用墙钟时间。 各自的空间体系不同，无法对接。
2009/11/19
电力实时仿真
实时仿真概念及意义
实时仿真：仿真时间标尺与墙钟时间标尺一致， 两个体系完全同步。 实时仿真使得仿真环境与现实世界能够接轨。
仿真环境
现实世界
意义：具有最大的仿真置信度，不仅是一个时间 标度的问题，实际上是提供一种思路，一种系统 集成的解决方案。
2009/11/19 电力实时仿真
主要内容

实时仿真 典型应用 PC机群及未来趋势 RT-LAB软件构架 国内部分成功应用

模型可以分为实体模型和数学模型。 实体模型又称物理效应模型，是根据系统之间的相似性而建 立起来的物理模型，如建筑模型等。 数学模型包括原始系统数学模型和仿真系统数学模型。原始 系统数学模型是对系统的原始数学描述。仿真系统数学模型 是一种适合于在计算机上演算的模型，主要是指根据计算机 的运算特点、仿真方式、计算方法、精度要求将原始系统数 学模型转换为计算机程序。
0.6 0.4 0.2 0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1
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例子2 单自由度系统： 初始条件：
& + cx & + kx = 0 m& x
解析解为：
& ( 0) = x &0 = 0 x(0) = x0 = 1, x
m 要求：采用 Simulink 对系统进行仿真。已知参数：
1.3.3 Simulink 应用举例
（原教材P6例子）
在Matlab命令窗口中输入 dblcart1 右图所示的模型用来 模拟双质量－弹簧系 统在光滑平面上受一 个周期力情况下的运 动状态，其中周期力 只作用在左边的质量 块上。 F(t)
x' = Ax+Bu y = Cx+Du Plant
Demux Actual Position
静态系统模型 动态系统模型 连续系统模型 代数方程 集中参数 微分方程 分布参数 偏微分方程 离散系统模型 差分方程
1.1.2 计算机仿真
1. 仿真的概念 仿真是以相似性原理、控制论、信息技术及相关领域的 有关知识为基础，以计算机和各种专用物理设备为工具，借 助系统模型对真实系统进行试验的一门综合性技术。 2. 仿真分类 （ 1 ）实物仿真：又称物理仿真。是指研制某些实体模型， 使之能够重现原系统的各种状态。早期的仿真大多属 于这一类。 优点：直观，形象，至今仍然广泛应用。 缺点：投资巨大、周期长，难于改变参数，灵活性差。