建模与仿真

建模与仿真
建模与仿真

实验设计(论文)报告

课题名称:单一生产线建模与仿真

学校:

系别:

班级:

姓名:

学号:

日期: 2011年 4 月 16 日

摘要:针对传统数值方法难以求解复杂排队系统模型的问题,采用新一代面向对象的Simio仿真软件进行建模和仿真分析。采用Simio 软件构建序列表和运输器的仿真模型,认识关于SOURCE,SERVER,SINK 等对象的更多建模知识,对基于部件类型的处理时间及单个发生器和多种处理类型进行设定,然后对模型进行统计分析,并对系统的方案进行思考和改进。分析结果表明,利用Simio软件可方便地对各领域的模型及其相关问题进行建模仿真,具有较大的应用潜力。

关键词:实体序列表;运输器;处理时间;发生器

目录

一.序言

1.1 Simio系统仿真背景

1.2 系统建模与仿真现状分析

1.3 本课题的研究意义

二.Simio系统仿真的模型

2.1 模型的选择

2.2 建立模型

2.2.1系统模型

2.2.2建立模型的步骤

三.仿真的运行与调整

3.1 仿真的运行

3.2 仿真的调整

3.2.1 能力选择调整

3.2.2 参数选择的调整

四.结论分析

五.建议

一、序言

1.1背景

Simio是由一个极富行业经验的团队所创造的。本软件的缔造者C. Dennis Pegden博士拥有30年以上的仿真经验,是公认的行业领军人物。当前在仿真软件市场份额上领先的SLAM和Arena就是在他的领导下研发的。团队的其他成员的背后同样也闪耀着一连串仿真行业突破性进展的光芒。正是这样一个团队,现在聚集到一起,集中他们的全部智慧以及总计超过100年的仿真经验为你创造出了下一代的仿真工具,也许是最好的仿真工具Simio。

作为仿真工具的革命性进展,Simio完全是从零开始开发的。它采用了继“面向事件”和“面向过程”之后的“面向对象”的建模方法,并支持这三种建模方法的无缝衔接。Simio还同时支持离散和连续系统建模,以及基于“智能主体”(Agent-Based)的大规模应用。这些不同的建模范式可以在同一个模型中自由地揉合。

1.2 Simio系统建模与仿真现状分析

当前,仿真技术已经成为分析、研究各种复杂系统的重要工具,它广泛应用于工程领域和非工程领域。仿真可定义为:在全部时间内,通过对系统的动态模型性能的观测来求解问题的技术。对复杂物流系统进行仿真,起目的是通过仿真了解物料运输、存储动态过程的各种统计、动态性能。但由于现代生产物流系统具有突出的离散性、随机性的特点,因此人们希望通过对生产物流系统的计算机辅助设计及仿真

的研究,将凭经验的猜测从屋里系统设计中去除,能使物流合理化从而提高企业生产率。计算机的辅助仿真时在系统结构得到足够的定义,并存在描述系统预期表现的计算方法的情况下,由计算机推演的分析过程。但传统的计算机仿真技术存在许多不尽人意之处,一是复杂系统的数学模型往往涉及许多领域的专门知识,难以建立;二是对系统各种特性的统计数据,难以理解。人类对基于图像、声音等感官信息的理解能力远远大于对数据和文字等抽象信息的理解能力。于是随着计算机硬件技术的发展,人们希望并可以借助二维和三维虚拟仿真软件建立物流系统的系统仿真模型。下图是Simio主要应用领域

生产制造和装配布局规

卫生医疗

机场军事补给商业流程

战略/策略分析市场动力

呼叫中心

经济资产和组合优化运输

社会系统分

复杂供应链人口动力学

电力系

计算机和电信网络物流系统设计

人群和车辆移动应急和疏散规

复杂自适应系统

生物和生态现象分析仓储系

分拨中心

快速消费品服务系统国防

农业系统灾害管理精益、6西格玛

1.3本课题的研究意义

将一个小型制造单元,有3个工作站构成,4个部件被加工,工作站的布局是单向环形的,用Simio创建系统模型并进行仿真,通过对参数的设定,观察部件不同工作站在什么产量、加工时间、部件类型和人员数量下达到最优。

二、Simio系统仿真的模型

2.1模型的选择

一个制造单元对不同部件的加工的模型。

2.2 建立模型

2.2.1系统模型

一个小型的制造单元,由3个工作站组成,有4种部件被加工。工作站A,B,C的布局是单向环形的,部件的加工按照这种布局流动。如下图所示:

布局:

所有的部件从“Parts Arrive ”这个SOURCE 到达,在”Parts Leave ”这个SINK 处离开。工作站之间的移动速度是每小时2英里的常数。注意SIMIO 中实体默认速度是英里/秒。 每个工作站之间的距离(码)如下表所示:

工作站路径

距离(码) Parts Arrive

工作站A

25 工作站A 工作站B 35 工作B Parts Leave 20 Parts Leave

工作站C

30 工作站C Part Arrive

40

部件:

每种部件到达如下:

·部件1随即到达,时间间隔平均15分钟。

Station A Station B

Parts Leave

Station C

Parts Arrive

移动方向

·部件2到达间隔平均为17分钟,标准差为3分钟。

·部件3到达时间间隔是14-18分钟的任意值。

·每1小时10分钟到达,每次到达批量为5个。

每种部件(实体)类型在工作站时间的序列(路线)是不同的,实际上,并不是每个部件都经过所有的设备。见下表给定的顺序:

服务器的属性:

·工作站A有一台设备,加工时间为2-8分钟,最可能时间是5分钟。

·工作站B有二台设备,每台加工时间5-11分钟,最可能时间9分钟。

·工作站C有二台设备,在每天的前4小时内运行,1台设备在每天的最后4小时运行,每个设备的加工时间2-11分钟,可能值是6分钟。

2.2.2 系统模型建立的步骤

一、建立模型

步骤1:首先用3个SOURCE和4个实体建立这个SIMIO模型(拖动4个MODELENTITIES到建设区),因为每个产品的到达过程都不同,必须用4个SOURCE,我们还需要三个服务器(代表每一个工作站)和1个SINK,并给每个对象取名,包括实体,以方便后面识别。

步骤2:也许模拟环状路线的最佳方法是在每个站点的入口和出口处,使用BASICNODE。这使实体能够按照序列移动而不用进入不必要的工序。

步骤3:用连线(CONNECTORS)和路径(PATHS)把所有的对象连起来,在环形的行路和服务器对象之间是0距离的,我们用连线。工作站之间的距离将使用5条PATH来计算,它们连接每个入口和出口节点。如图2.1

图2.1

步骤4:修改每个实体的属性,现在它们以每小时2英里的理想速度(Desired Speed)移动。

步骤5:修改每个SOURCE对象的属性,使它们对应正确的部件,使它们对应正确的部件,具有期望到达间隔和到达批量。对于部件1.2.3,我们分别选择了指数分布,正态分布,和均匀分布作为到达间隔的分布函数。开始了相应的参数。对于部件4,我们选择了到达时间间隔为常数70分钟,Entities Pert Arrival属性为5.(以部件2为例,如图2.2)

步骤6:给5条路径设定距离,使它们对应于工作站之间的距离。你

必须把Drawn To Scale属性改成“False”并定义路径的逻辑长度。

(图2.2)(图2.3)

步骤7:使用Pert分布设定每台设备加工时间,通常我们更喜欢用Pert分布代替三教分布。Pert分布和三角分布类似(最小值,最可能值,最大值),但是它的尾巴更“窄“。

二.设定能力

步骤1:设定工作站A和B的能力分别为1和2,。对于工作站C,我们需要增加计划表体现能力方面的变化。:

步骤2:在“Data”标签页左手的面板上选择“Scheduals”,选择”Add Schedual”,修改工作计划表的名称为SchedualForC,Starting Date属性默认值,和仿真运行设置保持一致,我们需要把Days in Work Pattern属性为1,并在高亮选中“Work Cycle”中从12am开始的前4个小时,右键单击添加一个周期项目(Cycle Item).对话框中设定项目为“On Shift”,值为2,并点击OK,现在选中后面4个小时,添加周期项目,修改项目设为“On Shift”,值为1.(如图2.4所示)

图 2.4

步骤3:回到“Facility”视图,设置工作站C的Capacity Type属性为“WorkSchedual”,添加你的工作计划SchedualForC. (如图

2.5)

图 2.5

三.增加序列

步骤1:点击“Add Sequence Table”按钮,重命名为SequencePart1,代表部件1的序列。采用同样的方法,增加其余3种实体的序列表。如图2.6

步骤2:下面增加部件1要访问的节点序列。只需要添加部件1访问的工作节点以及最终的出口。当实体序列设定好以后,实体永远会按照最短路径到达列表中的第一个节点。部件1的正确序列如图2.7

图2.6 图2.7

步骤3:同样为另外3个实体设定序列表。如果你的工作站采用不同的命名方式,那么序列表中显示的名字也会不同。

步骤4:回到“Facility”视图,选中Part1实体,设定Intial

Sequence属性为“SequencePart1”.同样,为其他实体选择相应的序列表。

步骤5:模型中7个TRANSFERNODE(SOURCE和SERVER的输出节点),将它们的Entity Destination Type属性改成“By Sequence”。如图2.8下所示

图2.8

四.修饰:推车运输

步骤1:删除Sink对象和前面BASICNODE之间连线,接着,在两者之间插入一个TransferNode,命名为TransferCart。用Path连接BASICNODE和这个转移节点,将它的长度设成10码。用Path连接TRANSFERNODE和Sink(确保路径是双向的,小车能来回移动),路径长度设为300码。

步骤2:在Facility视图中,从标准库中拖1个Vechile对象到工作区,

步骤3:将转移节点的Ride On Transporter属性改成“True”,选择“True”,选择“Cart”作为运输器的名字。如图2.9所示

图2.9

步骤4:设定Cart的Intial Desired Speed属性为每秒4英尺,搭载能力(Ride Capacity)设定为3,并保证Intial Node(Home)为新增加的TransferCart节点,该节点是小车的初始节点。现在把Cart的Idle Action属性设为“Park At Home”。如图2.10所示

图2.10

步骤5:点击TransferCart节点,从”Appearance”菜单下选择“Draw Quene”.选中ParkingStation.Contents,在Facility视图出现一个十字光标,在画布上从左至右画一条队列线,结束时点击鼠标。

步骤6:运行模型,查看小车的动画效果。

步骤7:在菜单条上选“Animation”,点击“Deteched Queue”.在Facility视图出现光标点,在画布上从左至右画一个队列线,点击右键结束绘画。

步骤8:运行仿真查看分离队列的状况。如下图2.11

图 2.11

模型仿真运行结果

建模与仿真

第1章建模与仿真的基本概念 参照P8例子,列举一个你相对熟悉的简单实际系统为例,采用非形式描述出来。 第2章建模方法论 1、什么是数学建模形式化的表示?试列举一例说明形式化表示与非形式化表示的区别。 模型的非形式描述是说明实际系统的本质,但不是详尽描述。是对模型进行深入研究的基础。主要由模型的实体、包括参变量的描述变量、实体间的相互关系及有必要阐述的假设组成。模型的非形式描述主要说明实体、描述变量、实体间的相互关系及假设等。 例子:环形罗宾服务模型的非形式描述: 实体 CPU,USR1,…,USR5 描述变量 CPU:Who,Now(现在是谁)----范围{1,2,…,5}; Who.Now=i表示USRi由CPU服务。 USR:Completion.State(完成情况)----范围[0,1];它表示USR完成整个程序任务的比例。参变量 X-----范围[0,1];它表示USRi每次完成程序的比率。 i 实体相互关系 (1)CPU 以固定速度依次为用户服务,即Who.Now为1,2,3,4,5,1,2…..循环运行。 X工作。假设:CPU对USR的服务时间固定,不(2)当Who.Now=I,CPU完成USRi余下的 i X决定。 依赖于USR的程序;USRi的进程是由各自的参变量 i 2、何谓“黑盒”“白盒”“灰盒”系统? “黑盒”系统是指系统内部结构和特性不清楚的系统。对于“黑盒”系统,如果允许直接进行实验测量并通过实验对假设模型加以验证和修正。对属于黑盒但又不允许直接实验观测的系统,则采用数据收集和统计归纳的方法来假设模型。 对于内部结构和特性清楚的系统,即白盒系统,可以利用已知的一些基本定律,经过分析和演绎导出系统模型。 3、模型有效性和模型可信性相同吗?有何不同? 模型的有效性可用实际系统数据和模型产生的数据之间的符合程度来度量。它分三个不同级别的模型有效:复制有效、预测有效和结构有效。不同级别的模型有效,存在不同的行为水平、状态结构水平和分解结构水平的系统描述。 模型的可信度指模型的真实程度。一个模型的可信度可分为: 在行为水平上的可信性,即模型是否重现真实系统的行为。 在状态结构水平上可信性,即模型能否与真实系统在状态上互相对应,通过这样的模型可以对未来的行为进行唯一的预测。 在分解结构水平上的可信性,即模型能否表示出真实系统内部的工作情况,而且是惟一表示出来。 不论对于哪一个可信性水平,可信性的考虑贯穿在整个建模阶段及以后各阶段,必须考虑以下几个方面: 1在演绎中的可信性。2在归纳中的可信性。3在目的方面的可信性。 4、基于计算机建模方法论与一般建模方法论有何不同?(P32) 经典的建模与仿真的主要研究思路,首先界定研究对象-实际系统的边界和建模目标,利用已有的数学建模工具和成果,建立相应的数学模型,并用计算装置进行仿真。这种经典的建

计算机建模与仿真--大作业

课程作业报告 课程名称 MATLAB计算及仿真院部名称机电工程 专业电气工程及其自动化班级) 学生姓名 学号 指导教师应明峰 金陵科技学院教务处制

第2章MATLAB概论 1、与其他计算机语言相比较,MA TLAB语言突出的特点是什么? MATLAB具有功能强大、使用方便、输入简捷、库函数丰富、开放性强等特点。 2、MATLAB系统由那些部分组成? MATLAB系统主要由开发环境、MATLAB数学函数库、MATLAB语言、图形功能和应用程序接口五个部分组成。 3、安装MA TLAB时,在选择组件窗口中哪些部分必须勾选,没有勾选的部分以后如何补安装? 在安装MATLAB时,安装内容由选择组件窗口中个复选框是否被勾选来决定,可以根据自己的需要选择安装内容,但基本平台(即MATLAB选项)必须安装。第一次安装没有选择的内容在补安装时只需按照安装的过程进行,只是在选择组件时只勾选要补装的组件或工具箱即可。 4、MATLAB操作桌面有几个窗口?如何使某个窗口脱离桌面成为独立窗口?又如何将脱离出去的窗口重新放置到桌面上? 在MATLAB操作桌面上有五个窗口,在每个窗口的右上角有两个小按钮,一个是关闭窗口的Close按钮,一个是可以使窗口成为独立窗口的Undock按钮,点击Undock按钮就可以使该窗口脱离桌面成为独立窗口,在独立窗口的view菜单中选择Dock ……菜单项就可以将独立的窗口重新防止的桌面上。 5、如何启动M文件编辑/调试器? 在操作桌面上选择“建立新文件”或“打开文件”操作时,M文件编辑/调试器将被启动。在命令窗口中键入edit命令时也可以启动M文件编辑/调试器。 6、存储在工作空间中的数组能编辑吗?如何操作? 存储在工作空间的数组可以通过数组编辑器进行编辑:在工作空间浏览器中双击要编辑的数组名打开数组编辑器,再选中要修改的数据单元,输入修改内容即可。 7、命令历史窗口除了可以观察前面键入的命令外,还有什么用途? 命令历史窗口除了用于查询以前键入的命令外,还可以直接执行命令历史窗口中选定的内容、将选定的内容拷贝到剪贴板中、将选定内容直接拷贝到M文件中。 8、如何设置当前目录和搜索路径,在当前目录上的文件和在搜索路径上的文件有什么区别? 当前目录可以在当前目录浏览器窗口左上方的输入栏中设置,搜索路径可以通过选择操作桌面的file菜单中的Set Path菜单项来完成。在没有特别说明的情况下,只有当前目录

541032动画建模与仿真技术

动画建模与仿真技术(541032)教学大纲 01.教学单位:软件学院 02.课程编号:541032 03.课程名称:动画建模与仿真技术 04.课程英文名称:Technology of animation modeling and simulation 05.课程学时: 32学时,其中含实验0学时 06.课程学分: 2学分 07.课程类别:专业教育课 08.课程性质:选修 09.开课学期:第6学期 10.面向专业:软件工程 11.选用教材 1、侯鹏志等,《3ds Max 2010中文版从入门到精通》,电子工业出版社,2010年 2、杨丽等,《城市仿真建模工具:Creator软件教程》,同济大学出版社,2007年 3、王孝平等,《Vega Prime实时三维虚拟现实开发技术》,西南交通大学出版社,2012年 12.主要参考书 1、鲍虎军等,《计算机动画的算法基础》,浙江大学出版社,2000年。 2、Robert Bridson,《Fluid Simulation for Computer Graphics》,A K Peters,2007. 13.课程教学目的与任务 课程目的:主要讲授利用三维建模软件3ds Max 2010和Multigen Creator 3.0进行三维物体和场景建模的基本方法,利用实时视景仿真软件Multigen Vega Prime提供的Lynx Prime软件和Vega API进行视景仿真的基本方法。 课程任务:一、掌握利用3ds Max创建三维模型的方法 二、掌握利用Multigen Creator 创建三维模型及生成地形的方法 三、掌握利用Multigen Vega Prime进行实时视景仿真的方法。

利用Matlab实现Romberg数值积分算法----系统建模与仿真结课作业

利用Matlab 实现Romberg 数值积分算法 一、内容摘要 针对于某些多项式积分,利用Newton —Leibniz 积分公式求解时有困难,可以采用数值积分的方法,求解指定精度的近似解,本文利用Matlab 中的.m 文件编写了复化梯形公式与Romberg 的数值积分算法的程序,求解多项式的数值积分,比较两者的收敛速度。 二、数值积分公式 1.复化梯形公式求解数值积分的基础是将区间一等分时的Newton —Cotes 求积公式: I =(x)[f(a)f(b)]2 b a b a f dx -≈ +? 其几何意义是,利用区间端点的函数值、与端点构成的梯形面积来近似(x)f 在区间[a,b]上的积分值,截断误差为: 3" (b a)()12 f η-- (a,b)η∈ 具有一次的代数精度,很明显,这样的近似求解精度很难满足计算的要求,因而,可以采用将积分区间不停地对分,当区间足够小的时候,利用梯形公式求解每一个小区间的积分近似值,然后将所有的区间加起来,作为被求函数的积分,可以根据计算精度的要求,划分对分的区间个数,得到复化梯形公式: I =1 1 (b a)(b a) (x)dx [f(a)f(b)2(a )]2n b a k k f f n n -=--≈+++∑? 其截断误差为:

2" (b a)h ()12 R f η--= (a,b)η∈ 2.Romberg 数值积分算法 使用复化的梯形公式计算的数值积分,其收敛速度比减慢,为此,采用Romberg 数值积分。其思想主要是,根据I 的近似值2n T 加上I 与2n T 的近似误差,作为新的I 的近视,反复迭代,求出满足计算精度的近似解。 用2n T 近似I 所产生的误差可用下式进行估算: 12221 ()3 n n n I T T T -?=-=- 新的I 的近似值: 122 n n j T T -=?+ j =(0 1 2 ….) Romberg 数值积分算法计算顺序 i=0 (1) 002T i=1 (2) 102T (3) 012T i=2 (4) 202T (5) 112T (6) 022T i=3 (7) 302T (8) 212T (9) 122T (10) 032T i=4 (11) 402T (12) 312T (13) 222T (14) 132T … … … … 其中,第一列是二阶收敛的,第二列是四阶收敛的,第三列是六阶收敛的,第四列是八阶收敛的,即Romberg 序列。

三维建模及运动仿真

三维建模及运动仿真 Pro/Engineer 软件集产品的三维造型设计、加工、分析、仿真及绘图等功能于一体,是一套使用方便、参数化造型精确的软件,其强大的造型功能及仿真分析功能受到众多工程人员的青睐。本节将采用Pro/E 软件,完成少齿数齿轮传动机构中所有零件的参数化建模,并对少齿数齿轮减速器进行虚拟装配,在此基础上,对传动机构进行运动仿真。 3.1 齿轮的参数化建模 3.1.1 零件分析 齿轮建模的操作步骤如下: (1)添加齿轮设计参数 (2)添加齿轮关系式 (3)创建齿轮的齿廓曲线 (4)创建螺旋线方程 (5)实体生成: 1)创建螺旋线线方程 2))拉伸 3))阵列 3.1.2 绘制齿轮 (1)新建文件: 启动PROE Wildfire4.0,单击工具栏新建工具,或单击菜单“文件/新建”。出现如图3.1所示对话框。选择系统默认“零件”,子类型“实体”方式,“名称”栏中输入“canshuhuachilun ”,同时注意关闭“使用缺省模板”。选择公制模板mmns-part-solid ,如图3.2所示,然后单击“确定”。 (2)创建齿轮程序。 选择菜单栏“工具/程序”命令,出现如图3.3所示对话框。单击“编辑设计”, 依次添加齿轮设计参数及初始值,添加完毕单击“确定”。选择工具菜单“工具/程序”命令,出现如图3.4信息窗口,在其中输入程序如下: Y0=(1/4)*PI*MT+XT*MT*TAN(α t) Xc=(HANX+CNX-XN)*MN-ρ

Yc=(1/4)*PI*MT+HANX*MN*TAN(αt)+ρ*COS(αt) (3)添加齿轮四个圆的关系式。 1)选择“插入/模型基准/ 草绘”特征工具,或单击工具栏 草绘命令,出现如图3.5所示对话框。单击“草绘”确认,进入二维草绘模式如图3.6所示。

系统建模与仿真课后作业

、系统、模型和仿真三者之间具有怎样的相互关系 答:系统是研究的对象,模型是系统的抽象,仿真通过对模型的实验以达到研究系统的目的。 、通过因特网查阅有关蒲丰投针实验的文献资料,理解蒙特卡罗方法的基本思想及其应用的一般步骤。 答:蒲丰投针实验内容是这样的:在平面上画有一组间距为a的平行线,将一根长度为L(L

(1)实体流图

(2)活动循环图 、以第二章中图2-5所示的并行加工中心系统为对象,建立Petri 网模型。 3214所示Petri 网模型的运行过程,并将分析结果同例3-5相比较。

、任取一整数作为种子值,采用第三题中得到的随机数发生器生成随机数序列的前200项数据,并对其统计性能进行检验。 解:由第3题可得到一个随机数发生器: a=5 b=9 c=3 m=512 取种子值,生成的随机数序列前200项数据如下: n n 5000032458 4 t t P t P P P P t P (2)t3发 生后 t t P t P P P P t P (3)t2发 生后 (4)t1不能 发生 t t P t P P P P t P (5)t4发 生后

系统建模与仿真仿真作业结果

Simulink仿真 根据以上的分析论证,将已求得的个函数参数带入动态结构图中,初步得到图3动态结构图。 图3 根据理论得到的各参数设计后可得到理论设计条件下输出转速曲线图4。 图4 可以清楚地看出,输出转速有很大的超调最大可达84.1%,调整时长为2.65s 之久,这是我们所不能接受的。

速度调节器的设计参数与实际调试结果相差比较大,使系统对负载扰动引起的动态速降(升)缺乏有效的抑制能力,存在起动和制动过程中超调量大,突加(减)负载时,动态速降(升)大等缺点。 所以,我们对ACR和ASR的参数进行整定,特别是速度控制器的参数。我们就对其作出了适当的调整,将速度控制器的传递函数改成,将电流调节器的传递函数改为。当然,这是需要时间和经验的。 校正后的动态结构图如图5所示 图5 校正后的输出转速曲线如图6所示 图六

电流环跟随性能仿真实验 如上文所述:电流环的作用就是保持电枢电流在动态过程中不超过允许值,在突加控制作用时不希望有超调,或者超调量越小越好。这就需要我们对电流环的跟随性能加以分析。将电流环从系统中分离出来(将电枢电压对电流环影响看成是扰动)。电流环模型如图7所示: 图7 通过如下命令可以得到电流环的bode图和nyquist图以及电流环的单位阶跃响应。 [num,den]=linmod('current_loop') sys=tf(num,den) figure(1) margin(sys) [mag,phase,w]=bode(sys); [gm,pm,wcg,wcp]=margin(mag,phase,w) Figure(2) Nyquist(sys) Figure(3) Step(sys) 我们还可以得到以下的数据: gm = 4.2925 pm =47.7281 wcg =345.3056 cp =164.6317 剪切频率ωc=164.6317rad/s;相角相对裕度δ=47.7281°;-∏穿越频率ω g=345.3056rad/s 幅值相对裕度Lh=20lg(4.2925)=12.65dB

数值建模与仿真在日常生活中的应用

数值建模与仿真在日常生活和娱乐行业的应用首先,先概述一下数值建模与仿真技术的发展趋势。 经过半个多世纪的发展,数值建模与仿真技术已经成为对人类社会发展进步具有重要影响的一门综合性技术学科。仿真建模方法更加丰富,更加需要仿真模型具有互操作性和可重用性,仿真建模VV&A 与可信度评估成为仿真建模发展的重要支柱;数值建模与仿真体系结构逐渐形成标准,仿真系统层次化、网络化已成为现实,仿真网格将是下一个重要发展方向;仿真应用领域更加丰富,向复杂系统科学领域发展,并将更加贴近人们的生活。 如今,数值建模与仿真的应用领域已不仅仅局限于在国防工业、军事、航空航天工程、土木工程、船舶水利、机械制造等领域进行科学研究与分析,也逐渐开始在人们日常生活娱乐中发挥着日益重要的作用,此之谓技术的发展是为了更好的服务于人类。 本文将对数值建模与仿真技术在交通影响分析、城市生活垃圾处理、污水处理、娱乐行业等与人们日常生活息息相关的典型例子中的应用情况进行介绍。 典型案例一:数值建模与仿真技术在交通影响分析中的应用情况。 随着经济的发展、城市建设规模之扩大及速度之加快和城市人口数量的急剧增加啊,交通问题凸显,交通问题已经关乎到每个人的生命安全。专家以数值建模仿真技术为手段,对交通问题进行了有效仿真,并提出了有效处理方法,这对交通安全问题的解决是很有帮助的。 交通仿真技术特别是TransCAD的OD (Origin2Destination) 反推技术以及VISSIM 的动态仿真技术,是进行交通规划和交通影响分析的重要技术手段。近年来,随着人们生活水平的提高和消费观念的改变,城市大型公建项目越来越多。

由于建筑规模大和土地利用性质特殊,大型公建吸引和产生的交通量势必对周围乃至整个城市的路网造成冲击,导致路网局部的交通供求不平衡,引发交通拥堵、交通事故、环境恶化、能源消耗等问题。因此,在项目方案实施前对其进行交通影响分析非常必要。以下以购物广场为例,设计出项目交通影响分析的仿真流程,为交通影响评价提出了一种新的较为实用的方法。 交通仿真所依赖的技术主要主要有两种:基于TransCAD 软件的OD反推技术和基于VISSIM软件的动态交通仿真。前者是具备交通规划地理信息功能的软件,为交通需求预测准备了一整套完善且又能随时更新的工具,包括数字化地图、地理数据管理、地理坐标显示以及复杂的交通规划应用、操作研究以及统计模型。后者,VISSIM 是德国PTV公司的产品,它是一个离散的、随机的、以10 - 1 s 为时间步长的微观仿真模型。VISSIM 还提供了图形化的界面,用2D 和3D动画向用户直观显示车辆运动,运用动态交通仿真进行路径选择。 案例背景:市银座购物广场五里桥店位于人民路与西六路交叉口处,总建筑面积2. 8 万m2 ,营业面积1. 8万m2 。基地周围有齐赛科技城、齐鲁证券、富尔玛、长城医院等大型公建,向南可以辐射到共青团路,向北可以辐射到华光路,西至世纪路,东至柳泉路,这些道路都是城区的主干路,如下所示。

建模与仿真习题集

1. 以下关于神经元功能的表述中错误的是(A) A.时变特性 B.输出与输入之间有固定的时滞,取决于突触延搁 C.神经元有一定的阈值,并表现适应性 D.时间和空间加和 2.根据心肌缺血的严重程度和梗塞心肌的电气特性,可以将梗塞心肌分为三种类型,以下哪一个错误(B) A.坏死型心肌 B.病理型心肌 C.损伤型心肌 D.缺血型心肌 3.皮肤的散热可分为生理散热和物理散热,生理散热可分为血管运动和汗腺活动。 4.体温控制规律(即控制系统定律)的表达式为R—R0=—k(Ty—Ts). 5.已知呼出气体的容量Ve等于吸入气体的容量V1减去耗氧量Vo2加上二氧化碳的产生量Vco2;耗氧量等于吸入气体的氧容量减去呼出气体的氧容量(Fio2,Feo2分别表示吸入,呼出气体中的O2浓度的百分数);CO2产出量等于呼出气体的CO2容量减去吸入气体的CO2容量(Fico2,Feco2分别为吸入,呼出气体中的CO2浓度的百分比,吸入气体中的CO2可忽略不计),求耗氧率?

解: Ve=V1--Vo2+Vco2 耗氧量 Vo2=Fio2 *V1--Feo2 *Ve CO2产出量 Vco2=Feco2 *Ve 联立以上三式,对时间求导,得 把V1代入耗氧量公式,求的耗氧率 1.以下不是系统概念特性的是(D) A.整体性 B.抽象性 C.模型性 D.具体性 2.人们将人体视为有三个不同层次的同心圆柱体,由里向外分别为体核,肌肉脂肪组织,皮肤,其中热容量最大的是(A) A.体核 B.肌肉脂肪组织 C.皮肤 3.写出体温控制规律(R-R0=-k(Ty-Ts)) 4生理系统建模中常用的工程方法(用频域法解线性微分方程)(系统辨识)(方式分析) 5.下图为电路的频域表示,其中各参数都采用了频域表示,求V0(t)

系统建模与仿真仿真作业结果

Simulink 仿真 根据以上的分析论证,将已求得的个函数参数带入动态结构图中,初 步得到图3动态结构图 图3 根据理论得到的各参数设计后可得到理论设计条件下输出转速曲线 图4 可以清楚地看出,输出转速有很大的超调最大可达84.1%,调整时长为2.65s 之久,这是我们所不能接受的 速度调节器的设计参数与实际调试结果相差比较大,使系统对负载扰动引起的

动态速降(升)缺乏有效的抑制能力,存在起动和制动过程中超调量大,突加(减)负载时,动态速降(升)大等缺点。 所以,我们对ACR和ASR的参数进行整定,特别是速度控制器的参数。我 + 1 们就对其作出了适当的调整,将速度控制器的传递函数改成,将电流调节器的传递函数改为当然,这是需要时间和经验的。 校正后的动态结构图如图5所示 校正后的输出转速曲线如图6所示 |Time cffeel 0

图六 电流环跟随性能仿真实验 如上文所述:电流环的作用就是保持电枢电流在动态过程中不超过允许值,在突加控制作用时不希望有超调,或者超调量越小越好。这就需要我们对电流环的跟随性能加以分析。将电流环从系统中分离出来(将电枢电压对电流环影响看成是扰动)。电流环模型如图7所示: Transfer Fcn1 图7 通过如下命令可以得到电流环的bode图和nyquist图以及电流环的单位阶跃响 应。 [nu m,de n]=li nm od('curre nt_loop') sys=tf( nu m,de n) figure(1) margi n(sys) [mag,phase,w]=bode(sys); [gm,pm,wcg,wcp]=margi n( mag,phase,w) Figure(2) Nyquist(sys) Figure?) Step(sys) 我们还可以得到以下的数据 gm = 4.2925 pm =47.7281 wcg = 345.3056 cp = 164.6317 剪切频率3 c=164.6317rad/s;相角相对裕度S = 47.7281 °; -n穿越频率3 g=345.3056rad/s 幅值相对裕度Lh=20lg (4.2925) =12.65dB

系统建模与仿真(2)

第九讲系统建模与仿真(2) 四、仿真 1. 仿真(模拟)(Simulation)概念 1)定义 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. 2)分类 物理仿真:即实物仿真, 如风洞 计算机仿真(数学仿真): 模拟数字混合 半实物仿真: 控制器(实物)+计算机上实现的控制对象 3)建模、仿真与计算机 建模与仿真的五个组成部分(实际系统、试验框架、基本模型、集总模型、计算机模型)

实际系统:行为描述(可观测变量、不可观测变量) 试验框架:假设或条件集合,同模型有效性之间相关 基本模型:在试验框架下,解释实际系统的行为 集总模型:基本模型的简化 计算机:复杂(仿真) 4)基本要素 ●对仿真问题的描述 ●行为产生器 ●模型行为及其处理 5)仿真的发展阶段 ●模型驱动的仿真 ●含实物的仿真 ●人在回路中的仿真 6)仿真的发展趋势 ●面向对象仿真 ●定性仿真 ●智能仿真 ●分布交互仿真 ●可视化仿真 ●多媒体仿真 ●虚拟现实仿真 ●Internet网上仿真

7)仿真的对象 ●系统过于复杂(如存在过多的随机因素),难以采用解析法求解 时,通过仿真可得到系统的动态特征。 ●系统实际运行费用过高或无法作实际运行时,借助仿真可以得到 系统的有关参数。 优化设计、安全性和经济性、预测、完善系统模型、重复实验 8)仿真的一般过程 9)仿真的分类

●物理仿真,模拟机仿真,数字仿真,数字机与模拟机混合仿 真,仿真器仿真 ●连续和离散系统仿真 ●静态和动态系统仿真 ●稳态和终态仿真 ●确定性和随机性仿真 10)仿真的输出类型 ●确定型和随机型 ●连续观测值和离散观测值 ●连续分布和离散分布观测值 ●一元和多元输出 ●稳态型仿真和终止型仿真输出 11)仿真的局限性 1) 往往只能得到特解,而得不到通解 2) 结果往往是间接的,而不是直接的 12)仿真的技术工具 连续系统仿真:DYNAMO, CSMP 离散事件系统仿真:GPSS, SIMSCRIPT, SIMULA, GPSS-F 混合仿真:GASP-IV

系统建模与仿真课程简介

系统建模与仿真 开课对象:工业工程开课学期:6 学分:2学分;总学时:48学时;理论课学时:40学时; 实验学时:0 学时;上机学时:8学时 先修课程:概率论与数理统计 教材:系统建模与发展,齐欢,王小平编著,清华大学出版社,2004.7 参考书: 【1】离散事件系统建模与仿真,顾启泰,清华大学出版社 【2】现代系统建模与仿真技术,刘兴堂,西北工业大学出版社 【3】离散事件系统建模与仿真,王维平,国防科技大学出版社 【4】系统仿真导论,肖田元,清华大学出版社 【5】建模与仿真,王卫红,科学出版社 【6】仿真建模与分析(Simulaton Modeling and Analysis)(3rd eds.),Averill M. Law, W.David Kelton,清华大学出版社/McGraw-Hill 一、课程的性质、目的和任务 建模与仿真是当代现代科学技术的主要内容,其技术已渗透到各学科和工程技术领域。本课程以一般系统理论为基础,让学生掌握适用于任何领域的建模与仿真的一般理论框架和基本方法。 本课程的目的和任务是使学生: 1.掌握建模基本理论; 2.掌握仿真的基本方法; 3.掌握一种仿真语言及仿真软件; 4.能够运用建模与仿真方法分析、解决工业工程领域的各种常见问题。 二、课程的基本要求 1.了解建模与仿真的作用和发展,理解组成要素。 2.掌握建模的几种基本方法,及模型简化的技术手段。 3.掌握建模的一般系统理论,认识随机数的产生的原因及统计控制方式。 4.能对离散事件进行仿真,并能分析运行结果。 三、课程的基本内容及学时分配 第一章绪论(3学时) 1.系统、模型、仿真的基本概念

通信系统建模与仿真作业

通信系统建模与仿真作业 在高斯白噪声的情况下,求2ASK、2PSK、2FSK的误码率。解答: (1)、2ASK相干解调误码率理论值与仿真值代码如下: A=1; N=10000; FC=4; R=100; SNRdB=0:1:10; Pe=1/2*erfc(sqrt(0.25*10.^(SNRdB/10))); semilogy(SNRdB,Pe,'R');hold on;grid on; n=1:N*R; xn=randi([0 1],1,N); wc=sin(n/R*2*pi*FC); x=wc.*xn(ceil(n/R)); %调制 Vt=sum(0.5*wc([1:R]).^2); %判决门限 for i=1:length(SNRdB) y=awgn(x,SNRdB(i)-10*log10(R),'measured'); %加高斯白噪声 y=y.*wc; for j=1:N yn(j)=sum(y([(j-1)*R+1:j*R]))>Vt; end ErrorCount=length(find(xor(xn,yn))); Pe(i)=ErrorCount/N; end semilogy(SNRdB,Pe); title('2ASK相干解调误码率'); legend('误码率理论值','误码率仿真值'); xlabel('Eb/N0(dB)'); ylabel('误码率');

(2)、2ASK非相干解调误码率理论值与仿真值代码如下: A=1; N=10000; FC=2; R=64; SNRdB=0:1:10; Pe=1/2*exp(-0.25*10.^(SNRdB/10)); semilogy(SNRdB,Pe,'R');hold on;grid on; n=1:N*R; xn=randi([0 1],1,N); wc=sin(n/R*2*pi); x=wc.*xn(ceil(n/R));%调制 Vt=sum(0.5*wc([1:R]).^2);%判决门限 for i=1:length(SNRdB) y=awgn(x,SNRdB(i)-10*log10(R),'measured');%加高斯白噪声 for j=1:N

电动助力转向系统的建模与仿真技术.

第37卷第1期吉林大学学报(工学版 Vol. 37No. 12007年1月 Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition J an. 2007 收稿日期:2006203216. 基金项目:北京市科学技术委员会项目(D0305002040111 . 作者简介:施国标(1972 , 男, 讲师, 博士. 研究方向:车辆系统动力学与电子控制. E 2mail :sgb@https://www.360docs.net/doc/4317546957.html,. cn 电动助力转向系统的建模与仿真技术 施国标1, 申荣卫1,2, 林逸1 (1. 北京理工大学机械与车辆工程学院, 北京100081; 2. 邢台职业技术学院汽车系, 河北邢台054035 摘要:概述了电动助力转向系统(EPS 的结构和工作原理, 并介绍了电动助力转向系统助力 特性的设计方法。在分析了电动助力转向系统各组成部分数学模型的基础上, Simulink 的电动助力转向系统仿真模型。采用了PID 流进行闭环跟踪控制。仿真结果表明:间的矛盾, 同时, 。关键词:; ; :167125497(2007 0120031206 Modeling and simulation of electric pow er steering system Shi Guo 2biao 1, Shen Rong 2wei 1,2, Lin Y i 1 (1. School of

Mechanical and V ehicle Engineering , B ei j ing I nstitute of Technolog y , B ei j ing 100081China; 2. De partment of A utomobile , X ingtai V ocational and Technical College , X ingtai 054035, China Abstract :The st ruct ure and working p rinciple of t he elect ric power steering (EPS system were summarized and t he design met hod of t he assistance characteristic of t he EPS system was int roduced. From t he analysis of t he mat hematical models of t he component modules of t he EPS system a simulation model based on Simulink was built. The clo se 2loop cont rol st rategies of PID and PWM were adopted to cont rol t he target current of t he motor of t he EPS system. The simulation result s show t hat t he designed assistance characteristic alleviates t he contradiction between t he steering agility and t he road feel , and t he act ual current of t he motor follows p recisely t he target current , proving t he validity of t he cont rol st rategy. K ey w ords :vehicle engineering ; elect ric power steering (EPS ; assistance characteristic ; modeling ; simulation 电动助力转向系统的开发一般包括系统总体设计、建模仿真、试验台试验、实车试验、性能优化等环节[1]。其中, 建模仿真的任务主要是用数学分析的方法建立电动助力转向系统各组成部分的数学模型, 然后利用仿真软件建立整个系统的仿真模型。通过仿真分析, 可以初步完成系统的设计, 减少开发成本, 加快开发进程。作者开发了基 于Simulink 的电动助力转向仿真模型, 为便于仿真, 引入了驾驶员模型模拟驾驶员的操作。利用该模型可进行电动助力转向系统的稳定性分析、助力特性研究以及控制策略的验证等重要工作, 初步完成电动助力转向系统的匹配设计和基本控制参数的标定, 为以后控制器的开发、试验台试验和实车试验打下基础 。

建模与仿真

实验设计(论文)报告 课题名称:单一生产线建模与仿真 学校: 系别: 班级: 姓名: 学号: 日期: 2011年 4 月 16 日

摘要:针对传统数值方法难以求解复杂排队系统模型的问题,采用新一代面向对象的Simio仿真软件进行建模和仿真分析。采用Simio 软件构建序列表和运输器的仿真模型,认识关于SOURCE,SERVER,SINK 等对象的更多建模知识,对基于部件类型的处理时间及单个发生器和多种处理类型进行设定,然后对模型进行统计分析,并对系统的方案进行思考和改进。分析结果表明,利用Simio软件可方便地对各领域的模型及其相关问题进行建模仿真,具有较大的应用潜力。 关键词:实体序列表;运输器;处理时间;发生器

目录 一.序言 1.1 Simio系统仿真背景 1.2 系统建模与仿真现状分析 1.3 本课题的研究意义 二.Simio系统仿真的模型 2.1 模型的选择 2.2 建立模型 2.2.1系统模型 2.2.2建立模型的步骤 三.仿真的运行与调整 3.1 仿真的运行 3.2 仿真的调整 3.2.1 能力选择调整 3.2.2 参数选择的调整 四.结论分析 五.建议

一、序言 1.1背景 Simio是由一个极富行业经验的团队所创造的。本软件的缔造者C. Dennis Pegden博士拥有30年以上的仿真经验,是公认的行业领军人物。当前在仿真软件市场份额上领先的SLAM和Arena就是在他的领导下研发的。团队的其他成员的背后同样也闪耀着一连串仿真行业突破性进展的光芒。正是这样一个团队,现在聚集到一起,集中他们的全部智慧以及总计超过100年的仿真经验为你创造出了下一代的仿真工具,也许是最好的仿真工具Simio。 作为仿真工具的革命性进展,Simio完全是从零开始开发的。它采用了继“面向事件”和“面向过程”之后的“面向对象”的建模方法,并支持这三种建模方法的无缝衔接。Simio还同时支持离散和连续系统建模,以及基于“智能主体”(Agent-Based)的大规模应用。这些不同的建模范式可以在同一个模型中自由地揉合。 1.2 Simio系统建模与仿真现状分析 当前,仿真技术已经成为分析、研究各种复杂系统的重要工具,它广泛应用于工程领域和非工程领域。仿真可定义为:在全部时间内,通过对系统的动态模型性能的观测来求解问题的技术。对复杂物流系统进行仿真,起目的是通过仿真了解物料运输、存储动态过程的各种统计、动态性能。但由于现代生产物流系统具有突出的离散性、随机性的特点,因此人们希望通过对生产物流系统的计算机辅助设计及仿真

系统建模与仿真

系统建模仿真技术的历史现状和发展趋势分析 工程133 胡浩3130212026 【摘要】:经过半个多世纪的发展,仿真技术已经成为对人类社会发展进步具有重要影响的一门综合性技术学科。本文对建模与仿真技术发展趋势作了较全面分析。仿真建模方法更加丰富,更加需要仿真模型具有互操作性和可重用性,仿真建模VVA与可信度评估成为仿真建模发展的重要支柱;仿真体系结构逐渐形成标准,仿真系统层次化、网络化已成为现实,仿真网格将是下一个重要发展方向;仿真应用领域 更加丰富,向复杂系统科学领域发展,并将更加贴近人们的生活。 工程系统的仿真,起源于自动控制技术领域。从最初的简单电子、机械系统,逐步发展到今天涵盖机、电、液、热、气、电、磁等各个专业领域,并且在控制器和执行机构两个方向上飞速发展。 控制器的仿真软件,在研究控制策略、控制算法、控制系统的品质方面提供了强大的支持。随着执行机构技术的发展,机、电、液、热、气、磁等驱动技术的进步,以高可靠性、高精度、高反应速度和稳定性为代表的先进特征,将工程系统的执行品质提升到了前所未有的水平。相对控制器本身的发展,凭借新的加工制造技术的支持,执行机构技术的发展更加富于创新和挑战,而对于设计、制造和维护高性能执行机构,以及构建一个包括控制器和执行机构的完整的自动化系统也提出了更高的要求。 AMESIM软件正是能够提供平台级仿真技术的工具。从根据用户需求,提供液压、机械、气动等设计分析到复杂系统的全系统分析,

到引领协同仿真技术的发展方向,AMESIM的发展轨迹和方向代表了工程系统仿真技术的发展历程和趋势。 一、系统仿真技术发展的现状 工程系统仿真作为虚拟设计技术的一部分,与控制仿真、视景仿真、结构和流体计算仿真、多物理场以及虚拟布置和装配维修等技术一起,在贯穿产品的设计、制造和运行维护改进乃至退役的全寿命周期技术活动中,发挥着重要的作用,同时也在满足越来越高和越来越复杂的要求。因此,工程系统仿真技术也就迅速地发展到了协同仿真阶段。其主要特征表现为: 1、控制器和被控对象的联合仿真:MATLAB+AMESIM,可以覆盖整个自动控制系统的全部要求。 2、被控对象的多学科、跨专业的联合仿真:AMESIM+机构动力学+CFD+THERMAL+电磁分析 3、实时仿真技术 实时仿真技术是由仿真软件与仿真机等半实物仿真系统联合实现的,通过物理系统的实时模型来测试成型或者硬件控制器。 4、集成进设计平台 现代研发制造单位,尤其是设计研发和制造一体化的大型单位,引进PDM/PLM系统已经成为信息化建设的潮流。在复杂的数据管理流程中,系统仿真作为CAE工作的一部分,被要求嵌入流程,与上下游工具配合。

制造系统建模与仿真在工业工程中的应用 0713020

制造系统建模与仿真在工业工程中的应用0713020 工业工程刘鹏 [摘要]介绍了企业发展和建模的必要性和必然性,分析了制造系统的建模与仿真在优化企业资源中的作用及意义,详细地论述了制造系统的建模与仿真在优化企业资源中的具体应用。 关键词:制造系统;建模与仿真;企业优化;仿真应用 系统建模与仿真技术的含义 系统建模与仿真技术是以相似原理、模型理论、系统技术、信息技术以及建模与仿真应用领域的有关专业技术为基础,以计算机系统、与应用相关的物理效应设备及仿真器为工具,利用模型参与已有或设想的系统进行研究、分析、设计、加工生产、试验、运行、评估、维护、和报废(全生命周期)活动的一门多学科的综合性技术。 仿真科学和技术的通用性和战略性 仿真的通用性表现在一切基础学科(如物理、化学、天文?)都可以通过仿真来研究;并可以极大地提高研究的安全性。仿真的战略性表现在一切复杂巨系统的研究都离不开仿真技术,可以说研究复杂巨系统采用仿真技术是唯一的途径。正如宋健院士所说:“系统仿真是科学实验的利器。 国内仿真技术发展 在我国仿真技术经过半个多世纪的发展,已经从军工走向国民经济。已经从工程走向非工程;已经从确定的小系统走向不确定的复杂巨系统。最初的仿真技术只是用计算机来求解方程,为了实时性,大

都采用电子模拟计算机。现在的仿真技术已经融合了信息技术、网络技术、系统技术、控制技术和高性能的计算技术,以完全崭新的面貌出现在我们的面前。 现在,摆在我们仿真工作者面前的任务是:在虚拟世界与真实世界之间架起一座桥梁;通过仿真技术构筑起一个平台,来勾画出创新型国家的轮廓,例如,国家正投入几个亿,来建设国家级研究经济模型的仿真实验室。 仿真技术,一方面反映了我国仿真技术和仿真技术应用发展的现状,另一方面,又对我国仿真技术今后的发展方向产生了指导作用。近年来,我国仿真技术及其应用的发展是十分迅猛的。仿真技术的发展,使人感到震惊。研究天文、地理、宇宙进化论等等,要依靠仿真,几乎没有哪个领域能离开仿真技术。凡是能写成方程的都要进行仿真。故应鼓励仿真界的科技人员发挥聪明才智,搞好仿真技术。 仿真技术的广度、深度、高度的提高,正反映了我国仿真技术和应用的发展。例如,“面向复杂性地理问题的虚拟研讨厅体系研究”,“复杂系统建模中的几个问题”等都是有代表性的好文章,反映了我国仿真技术已经在军事和国民经济的一些复杂巨系统研究建设中发挥越来越重要的作用。 1、制造系统的建模与仿真在优化企业资源中的作用及意义 计算机仿真技术作为一门高新技术,其方法学建立在计算机能力的基础之上。随着计算机技术的发展,仿真技术也得到迅速的发展,其应用领域及其作用也越来越大。尤其在航空、航天、国防及其他大

数值建模与仿真在日常生活中的应用

数值建模与仿真在日常生活和娱乐行业的应用 首先,先概述一下数值建模与仿真技术的发展趋势。 经过半个多世纪的发展,数值建模与仿真技术已经成为对人类社会发展进步具有重要影响的一门综合性技术学科。仿真建模方法更加丰富,更加需要仿真模型具有互操作性和可重用性,仿真建模VV&A 与可信度评估成为仿真建模发展的重要支柱;数值建模与仿真体系结构逐渐形成标准,仿真系统层次化、网络化已成为现实,仿真网格将是下一个重要发展方向;仿真应用领域更加丰富,向复杂系统科学领域发展,并将更加贴近人们的生活。 如今,数值建模与仿真的应用领域已不仅仅局限于在国防工业、军事、航空航天工程、土木工程、船舶水利、机械制造等领域进行科学研究与分析,也逐渐开始在人们日常生活娱乐中发挥着日益重要的作用,此之谓技术的发展是为了更好的服务于人类。 本文将对数值建模与仿真技术在交通影响分析、城市生活垃圾处理、污水处理、娱乐行业等与人们日常生活息息相关的典型例子中的应用情况进行介绍。 典型案例一:数值建模与仿真技术在交通影响分析中的应用情况。 随着经济的发展、城市建设规模之扩大及速度之加快和城市人口数量的急剧增加啊,交通问题凸显,交通问题已经关乎到每个人的生命安全。专家以数值建模仿真技术为手段,对交通问题进行了有效仿真,并提出了有效处理方法,这对交通安全问题的解决是很有帮助的。 交通仿真技术特别是TransCAD的OD (Origin2Destination) 反推技术以及VISSIM 的动态仿真技术,是进行交通规划和交通影响分析的重要技术手段。近年来,随着人们生活水平的提高和消费观念的改变,城市大型公建项目越来越多。由于建筑规模大和土地利用性质特殊,大型公建吸引和产生的交通量势必对周围乃至整个城市的路网造成冲击,导致路网局部的交通供求不平衡,引发交通拥堵、交通事故、环境恶化、能源消耗等问题。因此,在项目方案实施前对其进行交通影响分析非常必要。以下以购物广场为例,设计出项目交通影响分析的仿真流程,为交通影响评价提出了一种新的较为实用的方法。 交通仿真所依赖的技术主要主要有两种:基于TransCAD 软件的OD反推技术和基于VISSIM软件的动态交通仿真。前者是具备交通规划地理信息功能的软件,为交通需求预测准备了一整套完善且又能随时更新的工具,包括数字化地图、地理数据管理、地理坐标显示以及复杂的交通规划应用、操作研究以及统计模型。后者,VISSIM 是德国PTV公司的产品,它是一个离散的、随机的、以10 - 1 s 为时间步长的微观仿真模型。VISSIM 还提供了图形化的界面,用2D 和3D动画向用户直观显示车辆运动,运用动态交通仿真进行路径选择。 案例背景:市银座购物广场五里桥店位于人民路与西六路交叉口处,总建筑面积2. 8 万m2 ,营业面积1. 8万m2 。基地周围有齐赛科技城、齐鲁证券、富尔玛、长城医院等大型公建,向南可以辐射到共青团路,向北可以辐射到华光路,西至世纪路,东至柳泉路,这些道路都是城区的主干路,如下所示。

相关文档
最新文档