光拍的形成实验仿真
光拍的形成实验仿真
组员：向启欢杨元江袁昕
学号：10901030125 10901030128
【摘要】
本文主要介绍了光学拍理论是基于波的叠加原理,对两列波形成光学拍的条件进行探讨，然后根据光学拍的数学计算公式对振幅相同和振幅不相同的两列光波叠加进行形成光拍的MATLAB仿真程序代码，然背进行比较。从光学拍的理论知识出发,运用 MATLAB的强大的矩阵运算功能和图形绘制功能实现了两列振幅相同,角频率相差很小的单色平面波的存储；实现两列单色平面波叠加后的合成波(光学拍)的仿真和合成波(光学拍)的光强分布。
【关键词】光拍、光波叠加、MATLAB仿真
一、引言
光拍发展的历史背景：光速是最近本的物理常数之一，光速的精确测定及其特性的研究与近代物理学和实验技术的许多问题重大问题关系密切。
早在麦克斯韦光的电磁理论建立以前，人们已有了光具有一定传播速度的概念。迈克尔逊和他的同事们在1879-1935年期间，对光速作了多次系统的测量。实验结果不仅验证了光是电磁波，而且为深入地了解光的本性和为建立新的物理原理提供了宝贵的资料。而1960年激光的出现以后，把光速的测量推向一个新阶段。 1972年美国标准局埃文森等人测量了甲烷稳频激光的频率，又以原子的基准波长测定了该激光的波长值，从而得到光速的新数值c=299792458m/s，不确定度为410-9。随之光拍被发现是测速比较好的方法，在物理界广泛应用于测速，特别是在测光方面应用尤为重要。
掌握光拍的形成原理与获得及光拍法的应用有重要意义。光速测量方法和精确度的每一点提高都反映和促进了相应时期物理学的发展.本文主要是进行光学拍的MATLAB 仿真。光学拍是光的波动特性的一种表现,属于光的干涉特征,在现代光学教学中占据着非常重要
开发了一个应用程序两个在同一方向上传播的振动方向相 同、 振幅相同而频率相差很小的单色光波叠加后，出现光学拍现象。光拍法在光速的测量在光学的研究历程中有着重要的意义。
二、光拍的概念及基本原理
两列频差较小，但振动方向相同，且同向传播的单色光波叠加将产生光学拍现象，称为光拍.光拍现象基本原理是光波叠加原理。
一列波在空间传播时，在空间的每一点引起振动。当两列（或多列）波在同一个空间传播时，空间各点都参与每列波在该点引起的振动。如果波的独立传播定律成立，则当两列（或多列）波同时存在时，在它们的交叠区域内每点的振动是各列波单独在该点产生的振动的合成，这就是波的叠加原理。这里所说的振动，对光波来说，是某考察点处电矢量和磁矢量振幅的瞬时值。所以波的叠加就是空间每点振动的合成问题。
波的叠加原理适用条件有二，一是媒质，二是波的强度。光在真空中总是独立传播的，从而服从叠加原理。但在某些媒质中，如在变色玻璃种，或在普通媒质中光强度非常大时，可能违背叠加原理。波在其中服从叠加原理的媒质，称为“线性媒质”，不服从叠加原理的媒质，称为“非线性媒质”。违背叠加原理的效应，称为“非线性效应”。许多媒质的非线性效应只在强光作用下才明显，一般光的干涉实验仿真时用的光都是比较弱的光，因此在光的干涉实验仿真中，可以将光波视为服从叠加原理。
一般情况下，当两列（或多列）光波在空间相遇时，总会发生光波的叠加现象；当参与叠加的各个分量波的传播方向，振动方向或时间频率关系不同时，叠加的结果也不一样。
波的叠加原理并不意味着两列波叠加时强度一定相加，但可以由
它导出强度的合成规律。两列光波1E 和2E 在空间某点P 处相遇，如图
1所示：
图1 两列光波在空间的叠加
假设两列光波方程为
(
)
01111011r k t cos E E ?+?-ω=
（1）
(
)
02222022r k t cos E E ?+?-ω=
（2） 式（1）和（2）中的r
为波源到观察点得位矢（沿波的传播方
向）。按叠加原理，P 点的光波叠加振动为
).().(2202110121?ω?ω+-++-=+=r k t COS E r k t COS E E E E
(3)
则由三角函数关系：2
cos
2cos 2cos cos β
αβαβα-+=+，如果是两列波振幅相等（00201E E E ==） 则(3)可化为：
()][COS ]2
)()r k r .k (t )([COS E 2E 2k 2122112102
)(r r .k )t ω(ω2121121?+?++-+?-?+-+ω-ω= (4) 将
c
e e cT
e k /22 ωπλπ===代入(4)可得：
()]
[
COS ]2)()r .e r .e (c 1t )([COS E 2E 21c
121221112102
)
(r .e r .e )t ω(ω21221121?+?+ω+ω-+?
?-?+ω-ω+ω-ω=
（5） 如两列波起始位相同，根据光拍形成的条件，振动方向相同，传播方
向相同，可知21r r =，两波矢k1和k2也同向。将21r r
=代入（5）式中
得合成波：
????????? ???+?+??? ??-ω+ω?????
???? ???-?+??? ??-ω-ω=2c x t 2cos 2c x t 2cos E 2E 212121210 （6）
（6）式中x 相当于（5）式中r
的模方向x 轴方向 。
对两列波在P 点叠加，P 点的光强为：
?θcos cos 22121I I I I I ++= （傅里叶光学p191公式6—39） （7）
由光强2E I =(信息光学P26公式1.7.4)则：式(7)中，201
1E I =和2
022E I =分别是两列光波单独在P 点处的强度；式（7）中θ、?在图1中有标注，θ(其中)
.()
.cos(tan 220211101?ω?ωθ+-+-=
r k t COS E r k t E )为两束光震动方向的夹角；
?为两束光的间的相位差。式（6）表明，两列光波叠加时，在一般
情况下，强度不能直接相加，相差有?θcos cos 221I I 一项。?与观察点P 位置有关，?cos 可正可负。0cos >?时，21I I I +>；0cos
21I I I +<。也就是说，波的叠加引起了强度的重新分布。这种因波的
叠加而引起的强度重新分布的现象，叫做波的干涉。产生波的干涉的必要条件（相干条件）是：（1）频率相同；（2）振动方向平行；（3）有恒定的相位差即?有恒定值。
如要对拍频信号加以利用就涉及到拍频信号的检测，实验中可用光
电检测器接收光信号，光电检测器所产生的光电流与接收到的光强成正比：
2gE I =
上式中g 为光电转换系数，由于光的频率极高（Hz f 14010>），而光电接收器只能对Hz 810以下的光强变化作出反应，因此实际得到的光电流c I 近似为响应时间???
?
???< )(]2)c x (2[2sin 1{gE 2} dt 2)]2()c x t )(2[(2cos 2{1gE 4dt }2 ]2)c x t (2[sin 2121{1gE 4dt 2c x t 2cos E 2g 1 Idt 1 I 212 1212002 12120212 120022 021210c τ ω-ω?-?+-τω-ω+=?-?+-ω-ω-ττ=?-?+-ω-ω-+τ=??????????? ???? ???-?+??? ??-ω-ωτ=τ = ????τ ττ τ (8) 式（8）中τ是所取的一小段时间，光电检测器输出的光电流包括直 流和光拍频波两部分，滤去直流，即式（8）中的常数项2 0gE 2，即可得到频率为πωω22 1-=?f ，初相位为21??-,振幅为τω-ω)(gE 22 12 0，相位和空间位置有关的简谐拍频信号。 如2图所示，测量两个相邻同相位点A 、B 之间的距离B A x x -，这样，光拍频波的波长B A x x -=λ，即 I 图2光拍的空间分布 C/Δf τ ω-ω)(gE 212 0 x f c x x B A ?= =-λ利用这个公式可以求得光速。 下面进行仿真，初相位是任意取值，为了简单初相位都去0。 根据光学拍的计算公式（1）和（2），我们编写出来MATLAB 程序两列波的曲线在同一坐标下显现出来便于观察、比较。 w1=21; %波1频率 w2=20; %波2频率 k1=6; %波1波数 k2=5; %波2波数 t=0.1:0.2:1.3; %对时间进行等间隔取点 a =1; %波动振幅 x =0:0.001:6; %对传播方向x 轴进行等间隔取点 A2= a*cos(k2*x-w2*t(end)); %A2波动函数 A1= a*cos(k1*x-w1*t(end)); %A1波动函数 figure(1); plot(x,A1,x,A2) set(gcf,'color',[0 1 0]); set(gca,'YTick',[-1:0.5:1]); set(gca,'XTick',[0:1:6]); xlabel('变量 X') ylabel('振幅变化 A') title('两列单色平面波') legend('wave1','wave2') 将上述代码输入MATLAB命令窗口中，运行结果如图3。 图3 两列单色光波分振幅图 下面一段程序编写出两列波合成结果： x =0:0.001:20;k =0; m2= moviein(length(0.1:0.2:1.3)); for t=0.1:0.2:1.3 k = k+1; a=1; k1=6; k2=5; w1=21; w2=20; A =2*a*cos((k1-k2)/2*x-(w1-w2)/2*t); v = a*cos(k1*x -w1*t)+a*cos(k2*x-w2*t); plot(x,v,'k-',x,A,x,-A); axis([0 20 -2 2]); set(gcf,'color',[0 1 0]) set(gca,'YTick',[-2:1:2]) set(gca,'XTick',[0:5:20]) xlabel('变量 X') ylabel('振幅变化 A') title('合成波即光学拍') legend('wave','amp1','amp2') m2(:,k) = getframe; end movie(m2,3) 运行后显示结果如图4。 图4 合成光波振幅图 图2即显示出两列不同频率的波振动情况，可以看到，两列波有相同的最大振幅，但是频率不一样。图3中黑色曲线为合成波的振幅振动状况。蓝色，绿色线将其包络在内，形成包络线。图中共形成三个完整的包络。 依据公式（6）和（7）下面进行合成波强曲线的编写，程序如下： x =0:0.001:20; k1=6; %波1波数 k2=5; %波2波数 t=0.1:0.2:1.3; %对时间进行等间隔取点w1=21; w2=20; a=1; A =2*a*cos((k1-k2)/2*x-(w1-w2)/2*t(end)); I= A.*A; plot(x,I) set(gcf,'color',[0 1 0]) set(gca,'YTick',[0:1:4]) set(gca,'XTick',[0:5:20]) xlabel('变量X') ylabel('振幅变化A') title('合成波光强曲线') legend('intensity of synthesis of wave') 运行后结果如图5。 图5 合成波光强曲线图 从图2和图5中可看到光强最大值为单个光强最大值的4倍。这是由于合成波光强最大值处是两列大色光强振幅叠加最大值处。而光波光强大小是光波振幅大小的平方倍，即2E I =。设单个光波振幅最大值为E ，则合成光波振幅最大值线性叠加为2E ，合成光波光强最大值就为4E 2，仿真实验结果与光学拍理论完全一致。 对振幅不同时即0201E E ≠这里不做具体计算，合成波的振幅2 121210201202 2 01 ]}x )K K (t )[(COS E E 2E E {E --ω-ω++=（9） ，式中的角度是相位差。仿真如下还是依据公式（2）和（1）有 w1=21; %波1频率 w2=20; %波2频率 k1=6; %波1波数 k2=5; %波2波数 t=0.1:0.2:1.3; %对时间进行等间隔取点 a1 =1; %波动振幅 a2=1.2; x =0:0.001:6; %对传播方向x轴进行等间隔取点A2= a1*cos(k2*x-w2*t(end)); %A2波动函数 A1= a2*cos(k1*x-w1*t(end)); %A1波动函数 figure(1); plot(x,A1,x,A2) set(gcf,'color',[0 1 0]); set(gca,'YTick',[-1:0.5:1]); set(gca,'XTick',[0:1:6]); xlabel('变量 X') ylabel('振幅变化 A') title('两列单色平面波') legend('wave1','wave2') 运行后如图6 图6 两列单色光波分振幅图 不同振幅下合成光波依据公式（9）和（7）编写程序如下x =0:0.001:20;k =0; m2= moviein(length(0.1:0.2:1.3)); for t=0.1:0.2:1.3 k = k+1; a1=1; a2=1.2; k1=6; k2=5; w1=21; w2=20; A=sqrt(a1*a1+a2*a2+2*a1*a2*cos((k1-k2)/2*x-(w1-w2)/2*t) ); v = a1*cos(k1*x -w1*t)+a2*cos(k2*x-w2*t); plot(x,v,'k-',x,A,x,-A); axis([0 20 -3 3]); set(gcf,'color',[0 1 0]) set(gca,'YTick',[-3:1:3]) set(gca,'XTick',[0:5:20]) xlabel('变量 X') ylabel('振幅变化 A') title('合成波即光学拍') legend('wave','amp1','amp2') m2(:,k) = getframe; end movie(m2,3) 运行后如图7 图7合成光波图 从图7和图3比较可以看出合成波不在那么稳定、规则，有‘溢出现象’。 不同振幅下合成波强度仿真程序（依据公式(6)）如下 x =0:0.001:20; k1=6; %波1波数 k2=5; %波2波数 t=0.1:0.2:1.3; %对时间进行等间隔取点 w1=21; w2=20; a1=1; a2=1.2; A =sqrt(a1*a1+a2*a2+2*a1*a2*cos((k1-k2)*x-(w1-w2)*t(end))); I= A.*A; plot(x,I) set(gcf,'color',[0 1 0]) set(gca,'YTick',[0:1:6]) set(gca,'XTick',[0:5:20]) xlabel('变量X') ylabel('振幅变化A') title('合成波光强曲线') legend('intensity of synthesis of wave') 运行结果如图8 图8合成波光强曲线图 图8和图5比较可知，振幅不同的两列波叠加页可以形成拍频波，只 是强度幅值更复杂和成的波型波稳定没规律。 三．讨论与结论 随着光的波粒二象性的确立人们对光的认识更加全面，随之展开了对光的深入研究，发现光波有相互正交的电场分量和磁场分量，满足波的特性。而光拍正好是由光波的叠加产生的，从数学计算得到这个合成波的振幅不仅仅是空间位置的函数，而且还是时间的函数，从仿真图样可看出合成波不在是某一单列波性质，而且振幅不同的两列波形成拍的效果不好。 另外，在光拍理论将难以测定高频信号通过计算用频率差表示大大地降低了信号的获取难度。在光拍得获得中一般都采用驻波法本文不作介绍。通过理论计算利用matlab软件仿真，效果很好，仿真实验结果能直观的看出光学拍理论实质是光波的叠加,而且从振幅来看相同振幅的两列波能更好的形成光学拍。 【参考文献】 1. 吕乃光，傅里叶光学[M]，机械工业出版社，2006年 2.苏显渝，信息光学[M]，社科出版社，1999年 3.张三慧，普通物理（光学量子物理）[M]，清华大学出版社2008年 4.聂喻梅，大学物理实验[M],兵器工业出版社，2007年 系统仿真综合实验指导书 电气与自动化工程学院 自动化系 2011年6月 前言 电气与自动化工程学院为自动化专业本科生开设了控制系统仿真课程，为了使学生深入掌握MATLAB语言基本程序设计方法，运用MATLAB语言进行控制系统仿真和综合设计，同时开设了控制系统仿真综合实验，30学时。为了配合实验教学，我们编写了综合实验指导书，主要参考控制系统仿真课程的教材《自动控制系统计算机仿真》、《控制系统数字仿真与CAD》、《反馈控制系统设计与分析——MATLAB语言应用》及《基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用》。 实验一MATLAB基本操作 实验目的 1．熟悉MATLAB实验环境，练习MATLAB命令、m文件、Simulink的基本操作。 2．利用MATLAB编写程序进行矩阵运算、图形绘制、数据处理等。 3．利用Simulink建立系统的数学模型并仿真求解。 实验原理 MATLAB环境是一种为数值计算、数据分析和图形显示服务的交互式的环境。MATLAB有3种窗口，即：命令窗口（The Command Window）、m-文件编辑窗口（The Edit Window）和图形窗口（The Figure Window），而Simulink另外又有Simulink模型编辑窗口。 1．命令窗口（The Command Window） 当MATLAB启动后，出现的最大的窗口就是命令窗口。用户可以在提示符“>>”后面输入交互的命令，这些命令就立即被执行。 在MATLAB中，一连串命令可以放置在一个文件中，不必把它们直接在命令窗口内输入。在命令窗口中输入该文件名，这一连串命令就被执行了。因为这样的文件都是以“.m”为后缀，所以称为m-文件。 2．m-文件编辑窗口（The Edit Window） 我们可以用m-文件编辑窗口来产生新的m-文件，或者编辑已经存在的m-文件。在MATLAB 主界面上选择菜单“File/New/M-file”就打开了一个新的m-文件编辑窗口；选择菜单“File/Open”就可以打开一个已经存在的m-文件，并且可以在这个窗口中编辑这个m-文件。 3．图形窗口（The Figure Window） 图形窗口用来显示MATLAB程序产生的图形。图形可以是2维的、3维的数据图形，也可以是照片等。 MATLAB中矩阵运算、绘图、数据处理等内容参见教材《自动控制系统计算机仿真》的相关章节。 Simulink是MATLAB的一个部件，它为MATLAB用户提供了一种有效的对反馈控制系统进行建模、仿真和分析的方式。 有两种方式启动Simulink: 《控制系统仿真与CAD》 实验课程报告 一、实验教学目标与基本要求 上机实验是本课程重要的实践教学环节。实验的目的不仅仅是验证理论知识，更重要的是通过上机加强学生的实验手段与实践技能，掌握应用 MATLAB/Simulink 求解控制问题的方法，培养学生分析问题、解决问题、应用知识的能力和创新精神，全面提高学生的综合素质。 通过对MATLAB/Simulink进行求解，基本掌握常见控制问题的求解方法与命令调用，更深入地认识和了解MATLAB语言的强大的计算功能与其在控制领域的应用优势。 上机实验最终以书面报告的形式提交，作为期末成绩的考核内容。 二、题目及解答 第一部分：MATLAB 必备基础知识、控制系统模型与转换、线性控制系统的计算机辅助分析 1. >>f=inline('[-x(2)-x(3);x(1)+a*x(2);b+(x(1)-c)*x(3)]','t','x','flag','a','b','c');[t,x]=ode45( f,[0,100],[0;0;0],[],0.2,0.2,5.7);plot3(x(:,1),x(:,2),x(:,3)),grid,figure,plot(x(:,1),x(:,2)), grid 2. >>y=@(x)x(1)^2-2*x(1)+x(2);ff=optimset;https://www.sodocs.net/doc/b07633259.html,rgeScale='off';ff.TolFun=1e-30;ff.Tol X=1e-15;ff.TolCon=1e-20;x0=[1;1;1];xm=[0;0;0];xM=[];A=[];B=[];Aeq=[];Beq=[];[ x,f,c,d]=fmincon(y,x0,A,B,Aeq,Beq,xm,xM,@wzhfc1,ff) Warning: Options LargeScale = 'off' and Algorithm = 'trust-region-reflective' conflict. Ignoring Algorithm and running active-set algorithm. To run trust-region-reflective, set LargeScale = 'on'. To run active-set without this warning, use Algorithm = 'active-set'. > In fmincon at 456 Local minimum possible. Constraints satisfied. fmincon stopped because the size of the current search direction is less than twice the selected value of the step size tolerance and constraints are satisfied to within the selected value of the constraint tolerance. 车辆动力学主要仿真软件 I960年，美国通用汽车公司研制了动力学软件DYNA主要解决多自由度 无约束的机械系统的动力学问题，进行车辆的“质量一弹簧一阻尼”模型分析。作为第一代计算机辅助设计系统的代表，对于解决具有约束的机械系统的动力学问题，工作量依然巨大，而且没有提供求解静力学和运动学问题的简便形式。 随着多体动力学的谨生和发展，机械系统运动学和动力学软件同时得到了迅速的发展。1973年，美国密西根大学的N.Orlandeo和，研制的ADAM 软件，能够简单分析二维和三维、开环或闭环机构的运动学、动力学问题，侧重于解决复杂系统的动力学问题，并应用GEAR刚性积分算法，采用稀疏矩阵技术提高计算效率° 1977年，美国Iowa大学在，研究了广义坐标分类、奇异值分解等算法并编制了DADS软件，能够顺利解决柔性体、反馈元件的空间机构运动学和动力学问题。随后，人们在机械系统动力学、运动学的分析软件中加入了一些功能模块，使其可以包含柔性体、控制器等特殊元件的机械系统。 德国航天局DLF早在20世纪70年代，Willi Kort tm教授领导的团队就开始从事MBS软件的开发，先后使用的MBS软件有Fadyna (1977)、MEDYNA1984),以及最终享誉业界的SIMPAC( 1990).随着计算机硬件和数值积分技术的迅速发展，以及欧洲航空航天事业需求的增长，DLR决定停止开发基于频域求解技术的MED YN软件，并致力于基于时域数值积分技术的发展。1985年由DLR开发的相对坐标系递归算法的SIMPACI软件问世，并很快应用到欧洲航空航天工业，掀起了多体动力学领域的一次算法革命。 同时，DLR首次在SIMPAC嗽件中将多刚体动力学和有限元分析技术结合起来，开创了多体系统动力学由多刚体向刚柔混合系统的发展。另外，由于SIMPACI算法技术的优势，成功地将控制系统和多体计算技术结合起来，发 中南大学系统仿真实验报告 指导老师胡杨 实验者 学号 专业班级 实验日期 2014.6.4 学院信息科学与工程学院 目录 实验一MATLAB中矩阵与多项式的基本运算 (3) 实验二MATLAB绘图命令 (7) 实验三MATLAB程序设计 (9) 实验四MATLAB的符号计算与SIMULINK的使用 (13) 实验五MATLAB在控制系统分析中的应用 (17) 实验六连续系统数字仿真的基本算法 (30) 实验一MATLAB中矩阵与多项式的基本运算 一、实验任务 1．了解MATLAB命令窗口和程序文件的调用。 2．熟悉如下MATLAB的基本运算： ①矩阵的产生、数据的输入、相关元素的显示； ②矩阵的加法、乘法、左除、右除； ③特殊矩阵：单位矩阵、“1”矩阵、“0”矩阵、对角阵、随机矩阵的产生和运算； ④多项式的运算：多项式求根、多项式之间的乘除。 二、基本命令训练 1．eye(m) m=3; eye(m) ans = 1 0 0 0 1 0 0 0 1 2．ones(n)、ones(m,n) n=1;m=2; ones(n) ones(m,n) ans = 1 ans = 1 1 3．zeros(m,n) m=1,n=2; zeros(m,n) m = 1 ans = 0 0 4．rand(m,n) m=1;n=2; rand(m,n) ans = 0.8147 0.9058 5．diag(v) v=[1 2 3]; diag(v) ans = 1 0 0 0 2 0 0 0 3 6．A\B 、A/B、inv(A)*B 、B*inv(A) A=[1 2;3 4];B=[5 6;7 8]; a=A\B b=A/B c=inv(A)*B d=B*inv(A) a = -3 -4 4 5 b = 3.0000 -2.0000 2.0000 -1.0000 实验一 Matlab使用方法和程序设计 一、实验目的 1、掌握Matlab软件使用的基本方法； 2、熟悉Matlab的数据表示、基本运算和程序控制语句 3、熟悉Matlab绘图命令及基本绘图控制 4、熟悉Matlab程序设计的基本方法 二、实验内容 1、帮助命令 使用help命令，查找sqrt（开方）函数的使用方法； 2、矩阵运算 （1）矩阵的乘法 已知A=[1 2;3 4]; B=[5 5;7 8]; 求A^2*B （2）矩阵除法 已知A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; B=[1 0 0;0 2 0;0 0 3]; A\B,A/B （3）矩阵的转置及共轭转置 已知A=[5+i,2-i,1;6*i,4,9-i]; 求A.', A' （4）使用冒号选出指定元素 已知：A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; 求A中第3列前2个元素；A中所有列第2，3行的元素； （5）方括号[] 用magic函数生成一个4阶魔术矩阵，删除该矩阵的第四列 3、多项式 （1）求多项式p(x) = x3 - 2x - 4的根 （2）已知A=[1.2 3 5 0.9;5 1.7 5 6;3 9 0 1;1 2 3 4] ， 求矩阵A的特征多项式; 求特征多项式中未知数为20时的值； 4、基本绘图命令 （1）绘制余弦曲线y=cos(t)，t∈[0，2π] （2）在同一坐标系中绘制余弦曲线y=cos(t-0.25)和正弦曲线y=sin(t-0.5)，t∈[0，2π] 5、基本绘图控制 绘制[0，4π]区间上的x1=10sint曲线，并要求： （1）线形为点划线、颜色为红色、数据点标记为加号； （2）坐标轴控制：显示范围、刻度线、比例、网络线 （3）标注控制：坐标轴名称、标题、相应文本； 6、基本程序设计 （1）编写命令文件：计算1+2+?+n<2000时的最大n值； （2）编写函数文件：分别用for和while循环结构编写程序，求2的0到n次幂的和。 三、预习要求 利用所学知识，编写实验内容中2到6的相应程序，并写在预习报告上。 | 论坛社区 《机械系统动力学仿真分析软件》(MSC.ADAMS.2005.R2)R2 资源分类： 软件/行业软件 发布者： Coolload 发布时间： 2005-12-18 20:22 最新更新时间： 2005-12-19 07:04 浏览次数： 14548 实用链接： 收藏此页 eMule资源 下面是用户共享的文件列表，安装eMule后，您可以点击这些文件名进行下载 [机械系统动力学仿真分析软件].[$u]MSC.ADAMS.2005.R2.rar201.2MB [机械系统动力学仿真分析软 295.4MB 件].MSC_ADAMS_V2005_ISO-LND-CD1.iso [机械系统动力学仿真分析软185.0MB 件].MSC_ADAMS_V2005_ISO-LND-CD2.bin [机械系统动力学仿真分析软 6.5KB 件].Msc.Adams.v2005.Iso-Lnd-Cd1-Crack.rar 全选480.4MB eMule主页下载eMule使用指南如何发布 中文名称：机械系统动力学仿真分析 软件 英文名称：MSC.ADAMS.2005.R2 版本：R2 发行时间：2005年12月15日 制作发行：美国MSC公司 地区：美国 语言：英语 简介： [通过安全测试] 杀毒软件：Symantec AntiVirus 版本： 9.0.0.338 病毒库：2005-12-16 共享时间：10:00 AM - 24:00 PM(除 非线路故障或者机器故障) 共享服务器：Razorback 2.0 [通过安装测试]Windows2000 SP4 软件版权归原作者及原软件公司所 有，如果你喜欢，请购买正版软件 过程控制系统Matlab/Simulink 仿真实验 实验一 过程控制系统建模 ............................................................................................................. 1 实验二 PID 控制 ............................................................................................................................. 2 实验三 串级控制 ............................................................................................................................. 6 实验四 比值控制 ........................................................................................................................... 13 实验五 解耦控制系统 . (19) 实验一 过程控制系统建模 指导内容：（略） 作业题目一： 常见的工业过程动态特性的类型有哪几种？通常的模型都有哪些？在Simulink 中建立相应模型，并求单位阶跃响应曲线。 作业题目二： 某二阶系统的模型为2 () 22 2n G s s s n n ?ζ??= ++，二阶系统的性能主要取决于ζ，n ?两个参数。试利用Simulink 仿真两个参数的变化对二阶系统输出响应的影响，加深对二阶 系统的理解，分别进行下列仿真： （1）2n ?=不变时，ζ分别为0.1, 0.8, 1.0, 2.0时的单位阶跃响应曲线； （2）0.8ζ=不变时，n ?分别为2, 5, 8, 10时的单位阶跃响应曲线。 哈尔滨理工大学实验报告 控制系统仿真 专业：自动化12-1 学号：1230130101 姓名： 一．分析系统性能 课程名称控制系统仿真实验名称分析系统性能时间8.29 地点3# 姓名蔡庆刚学号1230130101 班级自动化12-1 一．实验目的及内容： 1. 熟悉MATLAB软件的操作过程； 2. 熟悉闭环系统稳定性的判断方法； 3. 熟悉闭环系统阶跃响应性能指标的求取。 二．实验用设备仪器及材料： PC, Matlab 软件平台 三、实验步骤 1. 编写MATLAB程序代码； 2. 在MATLAT中输入程序代码，运行程序； 3.分析结果。 四．实验结果分析： 1.程序截图 得到阶跃响应曲线 得到响应指标截图如下 2.求取零极点程序截图 得到零极点分布图 3.分析系统稳定性 根据稳定的充分必要条件判别线性系统的稳定性最简单的方法是求出系统所有极点,并观察是否含有实部大于0的极点，如果有系统不稳定。有零极点分布图可知系统稳定。 二．单容过程的阶跃响应 一、实验目的 1. 熟悉MATLAB软件的操作过程 2. 了解自衡单容过程的阶跃响应过程 3. 得出自衡单容过程的单位阶跃响应曲线 二、实验内容 已知两个单容过程的模型分别为 1 () 0.5 G s s =和5 1 () 51 s G s e s - = + ，试在 Simulink中建立模型，并求单位阶跃响应曲线。 三、实验步骤 1. 在Simulink中建立模型，得出实验原理图。 2. 运行模型后，双击Scope，得到的单位阶跃响应曲线。 四、实验结果 1．建立系统Simulink仿真模型图，其仿真模型为 Assignment Vehicle system dynamics simulation 学院：机电学院 专业：机械工程及自动化 姓名： 指导教师： The model we are going to analys: The FBD of the suspension system is shown as follow: According to the New's second Law, we can get the equation: 2 )()(221211mg z z c z z k z m --+-=???? 221212)()(z k mg z z c z z k z m w +-----=? ??? 0)()()()(222111222111=-++--+-++--+? ? ? ? ? ? ? ?w w w w z L z k z L z k z L z c z L z c z m χχχχ 0)()()()(2222111122221111=-++----++---? ? ? ? ? ? ? ?w w w w z L z L k z L z L k z L z L c z L z L c J χχχχχ d w w w w Q z L z k z L z c z m ,111111111)()(-=------? ? ? ? ?χχ d w w w w Q z L z k z L z c z m ,222222222)()(-=-+--+-? ????χχ When there is no excitation we can get the equation: 2)()(221211mg z z c z z k z m --+-=???? 2 21212)()(z k mg z z c z z k z m w +-----=? ??? Then we substitude the data into the equation, we write a procedure to simulate the system: Date: ???? ?? ??? ??==?==?===MN/m 0.10k m 25.1s/m kN 0.20MN/m 0.1m kg 3020kg 2100kg 3250w 2l c k I m m by w b 第一章控制系统及仿真概述 控制系统的计算机仿真是一门涉及到控制理论、计算数学与计算机技术的综合性新型学科。这门学科的产生及发展差不多是与计算机的发明及发展同步进行的。它包含控制系统分析、综合、设计、检验等多方面的计算机处理。计算机仿真基于计算机的高速而精确的运算，以实现各种功能。 第一节控制系统仿真的基本概念 1．系统： 系统是物质世界中相互制约又相互联系着的、以期实现某种目的的一个运动整体，这个整体叫做系统。 “系统”是一个很大的概念，通常研究的系统有工程系统和非工程系统。 工程系统有：电力拖动自动控制系统、机械系统、水力、冶金、化工、热力学系统等。 非工程系统：宇宙、自然界、人类社会、经济系统、交通系统、管理系统、生态系统、人口系统等。 2．模型： 模型是对所要研究的系统在某些特定方面的抽象。通过模型对原型系统进行研究，将具有更深刻、更集中的特点。 模型分为物理模型和数学模型两种。数学模型可分为机理模型、统计模型与混合模型。 3．系统仿真： 系统仿真，就是通过对系统模型的实验，研究一个存在的或设计中的系统。更多的情况是指以系统数学模型为基础，以计算机为工具对系统进行实验研究的一种方法。 要对系统进行研究，首先要建立系统的数学模型。对于一个简单的数学模型，可以采用分析法或数学解析法进行研究，但对于复杂的系统，则需要借助于仿真的方法来研究。 那么，什么是系统仿真呢？顾名思义，系统仿真就是模仿真实的事物，也就是用一个模型（包括物理模型和数学模型）来模仿真实的系统，对其进行实验研究。用物理模型来进行仿真一般称为物理仿真，它主要是应用几何相似及环境条件相似来进行。而由数学模型在计算机上进行实验研究的仿真一般则称为数字仿真。我们这里讲的是后一种仿真。 数字仿真是指把系统的数学模型转化为仿真模型，并编成程序在计算机上投入运行、实验的全过程。通常把在计算机上进行的仿真实验称为数字仿真，又称计算机仿真。 昆明理工大学电力工程学院学生实验报告 实验课程名称：控制系统仿真实验 开课实验室：年月日 实验一 电路的建模与仿真 一、实验目的 1、了解KCL 、KVL 原理； 2、掌握建立矩阵并编写M 文件； 3、调试M 文件，验证KCL 、KVL ； 4、掌握用simulink 模块搭建电路并且进行仿真。 二、实验内容 电路如图1所示，该电路是一个分压电路，已知13R =Ω，27R =Ω，20S V V =。试求恒压源的电流I 和电压1V 、2V 。 I V S V 1 V 2 图1 三、列写电路方程 （1）用欧姆定律求出电流和电压 （2）通过KCL 和KVL 求解电流和电压 四、编写M文件进行电路求解（1）M文件源程序 （2）M文件求解结果 五、用simulink进行仿真建模（1）给出simulink下的电路建模图（2）给出simulink仿真的波形和数值 六、结果比较与分析 实验二数值算法编程实现 一、实验目的 掌握各种计算方法的基本原理，在计算机上利用MATLAB完成算法程序的编写拉格朗日插值算法程序，利用编写的算法程序进行实例的运算。 二、实验说明 1．给出拉格朗日插值法计算数据表； 2．利用拉格朗日插值公式，编写编程算法流程，画出程序框图，作为下述编程的依据； 3．根据MATLAB软件特点和算法流程框图，利用MATLAB软件进行上机编程； 4．调试和完善MATLAB程序； 5．由编写的程序根据实验要求得到实验计算的结果。 三、实验原始数据 上机编写拉格朗日插值算法的程序，并以下面给出的函数表为数据基础，在整个插值区间上采用拉格朗日插值法计算(0.6) f，写出程序源代码，输出计算结果： 四、拉格朗日插值算法公式及流程框图 控制系统数字仿真实验报告 班级：机械1304 姓名：俞文龙 学号： 0801130801 实验一数字仿真方法验证1 一、实验目的 1.掌握基于数值积分法的系统仿真、了解各仿真参数的影响； 2.掌握基于离散相似法的系统仿真、了解各仿真参数的影响； 3.熟悉MATLAB语言及应用环境。 二、实验环境 网络计算机系统（新校区机电大楼D520），MATLAB语言环境 三实验内容 （一）试将示例1的问题改为调用ode45函数求解，并比较结果。 实验程序如下； function dy = vdp(t,y) dy=[y-2*t/y]; end [t,y]=ode45('vdp',[0 1],1); plot(t,y); xlabel('t'); ylabel('y'); （二）试用四阶RK 法编程求解下列微分方程初值问题。仿真时间2s ，取步长h=0.1。 ?????=-=1 )0(2y t y dt dy 实验程序如下: clear t0=0; y0=1; h=0.1; n=2/h; y(1)=1; t(1)=0; for i=0:n-1 k1=y0-t0^2; k2=(y0+h*k1/2)-(t0+h/2)^2; k3=(y0+h*k2/2)-(t0+h/2)^2; k4=(y0+h*k3)-(t0+h)^2; y1=y0+h*(k1+2*k2+2*k3+k4)/6; t1=t0+h; y0=y1; t0=t1; y(i+2)=y1; t(i+2)=t1; end y1 t1 figure(1) plot(t,y,'r'); xlabel('t'); ylabel('y'); （三）试求示例3分别在周期为5s的方波信号和脉冲信号下的响应，仿真时间20s，采样周期Ts=0.1。 《MATLAB与控制系统仿真》 实验报告 班级： 学号： 姓名： 时间：2013 年 6 月 目录实验一MATLAB环境的熟悉与基本运算（一）实验二MATLAB环境的熟悉与基本运算（二）实验三MATLAB语言的程序设计 实验四MATLAB的图形绘制 实验五基于SIMULINK的系统仿真 实验六控制系统的频域与时域分析 实验七控制系统PID校正器设计法 实验八线性方程组求解及函数求极值 实验一MATLAB环境的熟悉与基本运算（一） 一、实验目的 1．熟悉MATLAB开发环境 2．掌握矩阵、变量、表达式的各种基本运算 二、实验基本原理 1.熟悉MATLAB环境: MATLAB桌面和命令窗口、命令历史窗口、帮助信息浏览器、工作空间浏览器、文件和搜索路径浏览器。 2.掌握MATLAB常用命令 表1 MATLAB常用命令 变量与运算符 3．1变量命名规则 3．2 MATLAB的各种常用运算符 表3 MATLAB关系运算符 表4 MATLAB逻辑运算符 | Or 逻辑或 ~ Not 逻辑非 Xor逻辑异或 符号功能说明示例符号功能说明示例 ：1:1:4;1:2:11 . ；分隔行.. ，分隔列… （）% 注释 [] 构成向量、矩阵！调用操作系统命令 {} 构成单元数组= 用于赋值 的一维、二维数组的寻访 表6 子数组访问与赋值常用的相关指令格式 三、主要仪器设备及耗材 计算机 四．实验程序及结果 1、新建一个文件夹（自己的名字命名，在机器的最后一个盘符） 2、启动MATLAB，将该文件夹添加到MATLAB路径管理器中。 3、学习使用help命令。 控制系统仿真与设计实验报告 姓名： 班级： 学号： 指导老师：峰 7.2.2控制系统的阶跃响应 一、实验目的 1.观察学习控制系统的单位阶跃响应； 2.记录单位阶跃响应曲线； 3.掌握时间相应的一般方法； 二、实验容 1.二阶系统G(s)=10/(s2+2s+10) 键入程序，观察并记录阶跃响应曲线；录系统的闭环根、阻尼比、无阻尼振荡频率；记录实际测去的峰值大小、峰值时间、过渡时间，并与理论值比较。 （1）实验程序如下： num=[10]; den=[1 2 10]; step(num,den); 响应曲线如下图所示： （2）再键入： damp(den); step(num,den); [y x t]=step(num,den); [y,t’] 可得实验结果如下： 实际值理论值峰值 1.3473 1.2975 峰值时间 1.0928 1.0649 过渡时间+%5 2.4836 2.6352 +%2 3.4771 3.5136 2. 二阶系统G(s)=10/(s2+2s+10) 试验程序如下： num0=[10]; den0=[1 2 10]; step(num0,den0); hold on; num1=[10]; den1=[1 6.32 10]; step(num1,den1); hold on; num2=[10]; den2=[1 12.64 10]; step(num2,den2); 响应曲线： （2）修改参数，分别实现w n1= (1/2)w n0和w n1= 2w n0响应曲线 试验程序: num0=[10]; den0=[1 2 10]; step(num0,den0); hold on; num1=[2.5]; den1=[1 1 2.5]; step(num1,den1); hold on; num2=[40]; den2=[1 4 40]; step(num2,den2); 响应曲线如下图所示： 3.时作出下列系统的阶跃响应，并比较与原系统响应曲线的差别与特点，作出相应的实验分析结果。 《控制系统仿真》实验 指导书 电子信息与电气工程系 自动化教研室 2011年8月 前言 电子信息与电气工程系为自动化专业本科生开设了控制系统仿真课程，为了使学生深入掌握MATLAB语言基本程序设计方法，运用MATLAB语言进行控制系统仿真和综合设计，同时开设了控制系统仿真综合实验，学时为12学时。为了配合实验教学，我们编写了综合实验指导书，主要参考控制系统仿真课程的教材《控制系统数字仿真与CAD》、《反馈控制系统设计与分析——MATLAB语言应用》及《基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用》。 自动化教研室 2011年8月 实验一MATLAB基本操作 实验目的 1．熟悉MATLAB实验环境，练习MATLAB命令、m文件、Simulink的基本操作。 2．利用MATLAB编写程序进行矩阵运算、图形绘制、数据处理等。 3．利用Simulink建立系统的数学模型并仿真求解。 实验原理 MATLAB环境是一种为数值计算、数据分析和图形显示服务的交互式的环境。MATLAB 有3种窗口，即：命令窗口（The Command Window）、m-文件编辑窗口（The Edit Window）和图形窗口（The Figure Window），而Simulink另外又有Simulink模型编辑窗口。 1．命令窗口（The Command Window） 当MA TLAB启动后，出现的最大的窗口就是命令窗口。用户可以在提示符“>>”后面输入交互的命令，这些命令就立即被执行。 在MA TLAB中，一连串命令可以放置在一个文件中，不必把它们直接在命令窗口内输入。在命令窗口中输入该文件名，这一连串命令就被执行了。因为这样的文件都是以“.m”为后缀，所以称为m-文件。 2．m-文件编辑窗口（The Edit Window） 我们可以用m-文件编辑窗口来产生新的m-文件，或者编辑已经存在的m-文件。在MATLAB主界面上选择菜单“File/New/M-file”就打开了一个新的m-文件编辑窗口；选择菜单“File/Open”就可以打开一个已经存在的m-文件，并且可以在这个窗口中编辑这个m-文件。 3．图形窗口（The Figure Window） 图形窗口用来显示MA TLAB程序产生的图形。图形可以是2维的、3维的数据图形，也可以是照片等。 MA TLAB中矩阵运算、绘图、数据处理等内容参见教材《控制系统数字仿真与CAD(第2版)》P56-92。 Simulink是MATLAB的一个部件，它为MA TLAB用户提供了一种有效的对反馈控制系统进行建模、仿真和分析的方式。 有两种方式启动Simulink: 震源车系统动力学模型分析报告 一、项目要求 1）独立完成1个应用Adams 软件进行机械系统静力、运动、动力学分析问题，并完成一份分析报告。分析报告中要对所计算的问题和建模过程做简要分析，以图表形式分析计算结果。 2）上交分析报告和Adams 的命令文件，命令文件要求清楚、简洁。 1K 1 C 2K 2C 3 C 3 K 3 M 1 M 2M 二、建立模型 1）启动admas ，新建模型，设置工作环境。 对于这个模型，网格间距需要设置成更高的精度以满足要求。在ADAMS/View 菜单栏中，选择设置（Setting ）下拉菜单中的工作网格（Working Grid ）命令。系统弹出设置工作网格对话框，将网格的尺寸(Size)中的X 和Y 分别设置成750mm 和500mm ，间距（Spacing ）中的X 和Y 都设置成50mm 。然后点击“OK ”确定。如图2-1所表示。 图 2-1 设置工作网格对话框 2）在ADAMS/View零件库中选择矩形图标，参数选择为“on Ground”，长度（Length）选择40cm高度Height为1.0cm，宽度Depth为30.0cm，建立系统的平台，如图2-2所示。以同样的方法，选择参数“New Part”建立part-2、part-3、part-4，得到图形如2-3所示， 图 2-2 图 2-3创建模型平台 3）施加弹簧拉力阻尼器，选择图标，根据需要输入弹簧的刚度系数K和粘滞阻尼系数C，选择弹簧作用的两个构件即可，施加后的结果如图2-4 图 2-4 创建弹簧阻尼器 4）添加约束，选择棱柱副图标，根据需要选择要添加约束的构件，添加约束后的模型如2-5所示。 补充内容：模拟调制系统的MATLAB 仿真 1.抽样定理 为了用实验的手段对连续信号分析，需要先对信号进行抽样（时间上的离散化），把连续数据转变为离散数据分析。抽样（时间离散化）是模拟信号数字化的第一步。 Nyquist 抽样定律：要无失真地恢复出抽样前的信号，要求抽样频率要大于等于两倍基带信号带宽。抽样定理建立了模拟信号和离散信号之间的关系，在Matlab 中对模拟信号的实验仿真都是通过先抽样，转变成离散信号，然后用该离散信号近似替代原来的模拟信号进行分析的。 【例1】用图形表示DSB 调制波形 及其包络线。)4cos()2cos(t t y ππ=clf %%计算抽样时间间隔 fh=1;%%调制信号带宽(Hz) fs=100*fh;%%一般选取的抽样频率要远大于基带信号频率，即抽样时间间隔要尽可能短。ts=1/fs; %%根据抽样时间间隔进行抽样，并计算出信号和包络 t=(0:ts:pi/2)';%抽样时间间隔要足够小，要满足抽样定理。envelop=cos(2*pi*t);%%DSB 信号包络y=cos(2*pi*t).*cos(4*pi*t);%已调信号%画出已调信号包络线 plot(t,envelop,'r:','LineWidth',3);hold on plot(t,-envelop,'r:','LineWidth',3);%画出已调信号波形 plot(t,y,'b','LineWidth',3);axis([0,pi/2,-1,1])%hold off%xlabel('t');%写出图例 【例2】用图形表示DSB 调制波形 及其包络线。 )6cos()2cos(t t y ππ=clf %%计算抽样时间间隔 fh=1;%%调制信号带宽(Hz) fs=100*fh;%抽样时间间隔要足够小，要满足抽样定理。ts=1/fs; %%根据抽样时间间隔进行抽样 2013级经济管理系统仿真综合实验实施方案 我校培养方案将经济管理系统仿真综合实验课程安排在第七学期开展，分为五个阶段：动员培训阶段、组队阶段、计划书竞赛、模拟实战阶段及总结阶段。但通过实施情况进行总结得出，如果将整个经济管理系统仿真综合实验课程都安排在第七学期，时间周期很长，运行过程很紧，而且可能会与同学准备考研、参与各种校园招聘考试相冲突。2013级参加经济管理仿真综合实验的人数共有3507人，人数呈现井喷式的增长。为了改变这种情况，让学生可以更加投入的参与到课程中，经项目组研究决定，对课程安排进行如下调整： 1、将动员培训阶段、组队阶段移至第六学期进行。 2、将计划书竞赛阶段中计划书撰写环节移至暑假进行。 3、将计划书竞赛阶段中答辩环节、模拟实战阶段、总结阶段安排在第七学期进行。 附表1：2013级经济管理系统仿真综合实验实施计划表 附表2：2013级参加经济管理系统仿真综合实验的专业人数 附表3:角色划分及组队规则（2013级） 附表4：2013级经济管理系统仿真综合实验动员培训安排 经济管理系统仿真综合实验项目组 2016年5月13日 附表1：2012级经济管理系统仿真综合实验实施计划表 实验阶段 日期 组织者 主要参与者 动员培训 （网上注册、进行网络课程学习） 2016年5月16日至2016年5月20日 教务处、实验教 学部 实践教学管理科负 责人、所有经管类 专业学生 人员招聘与 组队 2016年5月18日至2016年5月20日 人力资源企业 组 人力资源企业组进 行招聘方案设计、 审核 2016年5月24日至2016年5月27日 经济管理系统 仿真综合实验 项目组、实验教 学部 政府机构、银行、会计师事务所、保 险公司组建； 企业等公司进行人 员招聘； 自主组队阶段 2016年6月11日至2016年6月22日 经济管理系统 仿真综合实验 项目组、实验教 学部 实验教学部审核、 录入系统 模拟实战 2016-2017学年第一学 期 第2周至第17周 经济管理系统仿真综合实验项目组、实验教 所有学生团队 MATLAB与控制系统仿真及实验 实验报告 （五） 2015- 2016 学年第 2 学期 专业： 班级： 学号： 姓名： 2016 年 5 月18日 实验五 SIMULINK系统仿真设计 一、实验目的 1、掌握SIMULINK工作环境及特点 2、掌握线性系统仿真常用的基本模块的用法 3、掌握SIMULINK的建模与仿真方法 4、子系统的创建和封装设计 二、实验设备及条件 计算机一台（包含MATLAB 软件环境）。 三、实验原理 Simulink是MATLAB的重要组成部分，提供建立系统模型、选择仿真参数和数值算法、启动仿真程序对该系统进行仿真、设置不同的输出方式来观察仿真结果等功能。 1、 Simulink的基本模块 Simulink的模块库提供了大量模块。单击模块库浏览器中Simulink前面的“+”号，将看到Simulink模块库中包含的子模块库，单击所需要的子模块库，在右边的窗口中将看到相应的基本模块，选择所需基本模块，可用鼠标将其拖到模型编辑窗口。同样，在模块库浏览器左侧的Simulink栏上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中单击Open the …Simulink? Libray 命令，将打开Simulink基本模块库窗口。单击其中的子模块库图标，打开子模块库，找到仿真所需要的基本模块。 Simulink中几乎所有模块的参数都允许用户进行设置，只要双击要设置的模块或在模块上按鼠标右键并在弹出的快捷菜单中选择相应模块的参数设置命令就会弹出模块参数对话框。该对话框分为两部分，上面一部分是模块功能说明，下面一部分用来进行模块参数设置。同样，先选择要设置的模块，再在模型编辑窗口Edit菜单下选择相应模块的参数设置命令也可以打开模块参数对话框。 一个Simulink仿真模型的基本模块包括信源、信宿以及系统三个部分。其中，信源可以是常数、正弦波、阶梯波等信号源，信宿可以是示波器、图形记录仪等，系统则是被研究系统的SIMULINK方框图。系统、信源、信宿，可以从SIMULINK模块库中直接获得，也可以根据用户意愿用库中的模块构建而成。 第10章系统动力学模型 系统动力学模型(System Dynamic)是社会、经济、规划、军事等许多领域进行战略研究的重要工具，如同物理实验室、化学实验室一样，也被称之为战略研究实验室，自从问世以来，可以说是硕果累累。 1 系统动力学概述 2 系统动力学的基础知识 3 系统动力学模型 第1节系统动力学概述 1.1 概念 系统动力学是一门分析研究复杂反馈系统动态行为的系统科学方法，它是系统科学的一个分支，也是一门沟通自然科学和社会科学领域的横向学科，实质上就是分析研究复杂反馈大系统的计算仿真方法。 系统动力学模型是指以系统动力学的理论与方法为指导，建立用以研究复杂地理系统动态行为的计算机仿真模型体系，其主要含义如下： 1 系统动力学模型的理论基础是系统动力学的理论和方法； 2 系统动力学模型的研究对象是复杂反馈大系统； 3 系统动力学模型的研究内容是社会经济系统发展的战略与决策问题，故称之为计算机仿真法的“战略与策略实验室”； 4 系统动力学模型的研究方法是计算机仿真实验法，但要有计算 机仿真语言DYNAMIC的支持，如：PD PLUS，VENSIM等的支持； 5 系统动力学模型的关键任务是建立系统动力学模型体系； 6 系统动力学模型的最终目的是社会经济系统中的战略与策略决策问题计算机仿真实验结果，即坐标图象和二维报表； 系统动力学模型建立的一般步骤是：明确问题，绘制因果关系图，绘制系统动力学模型流图，建立系统动力学模型，仿真实验，检验或修改模型或参数，战略分析与决策。 地理系统也是一个复杂的动态系统，因此，许多地理学者认为应用系统动力学进行地理研究将有极大潜力，并积极开展了区域发展，城市发展，环境规划等方面的推广应用工作，因此，各类地理系统动力学模型即应运而生。 1.2 发展概况 系统动力学是在20世纪50年代末由美国麻省理工学院史隆管理学院教授福雷斯特（JAY.W.FORRESTER）提出来的。目前，风靡全世界，成为社会科学重要实验手段，它已广泛应用于社会经济管理科技和生态灯各个领域。福雷斯特教授及其助手运用系统动力学方法对全球问题，城市发展，企业管理等领域进行了卓有成效的研究，接连发表了《工业动力学》，《城市动力学》，《世界动力学》，《增长的极限》等著作，引起了世界各国政府和科学家的普遍关注。 在我国关于系统动力学方面的研究始于1980年，后来，陆续做了大量的工作，主要表现如下： 1）人才培养 《物流系统仿真》 实验报告书 实验报告题目：物流系统仿真学院名称： 专业： 班级： 姓名： 学号： 成绩： 2015年5月 实验报告 一、实验名称 物流系统仿真 二、实验要求 ⑴根据模型描述和模型数据对配送中心进行建模； ⑵分析仿真实验结果，找出配送中心运作瓶颈，提出改进措施。 三、实验目的 1、掌握仿真软件Flexsim的操作和应用，熟悉通过软件进行物流仿真建模。 2、记录Flexsim软件仿真模拟的过程，得出仿真的结果。 3、总结Flexsim仿真软件学习过程中的感受和收获。 三、实验设备 PC机，Windows XP，Flexsim教学版 四、实验步骤 1 货物的入库检验过程模型描述 三种货物以特定的批量在特定的时间送达仓库的暂存区，由两名操作员将它们搬运到相对应的检验台上去，检验时需要操作员对检验设备进行预置，并在完成检验时自动贴上相应的标签。货物经过检验后，通过不同的三个传输带传送到同一个位置。 构建模型布局 为验证Flexsim软件已被正确安装，双击桌面上的Flexsim图标打开应用程序。一旦软件安装好你应该看到Flexsim菜单和工具条、实体库，和正投影模型 视窗。 第1步：在模型中生成所需实体 从左边的实体库中拖动一个发生器到模型（建模）视窗中。具体操作是，点击并按住实体库中的实体，然后将它拖动到模型中想要放置的位置，放开鼠标键。这将在模型中建立一个发生器实体，把其余实体按照同样的方法生成。如下图所示。一旦创建了实体，将会给它赋一个默认的名称，在以后定义的编辑过程中，可以对模型中的实体进行重新命名。 完成后，将看到上面这样的一个模型。模型中有1个发生器、1个暂存区、3个处理器、3个输送机、1个分配器、2名操作员和1个吸收器。 第2步：定义物流流程 （1）连接端口 下一步是根据临时实体的路径连接端口。连接过程是：按住“A”键，然后用鼠标左键点击发生器并拖曳到暂存区，再释放鼠标键。拖曳时你将看到一条黄线，释放时变为黑线。按住“A”键连接每个处理器到暂存区，连接每个处理器到输送机，连接每个输送机到吸收器。 使用分配器指挥一组操作员进行工作，必须将分配器连接需要操作员的实体的中间端口上。按住键盘上的“S”键然后点击分配器拖动到暂存区。为了让分配器将任务发送给操作员，须将分配器的输出端口与操作员的输入端口连接。实现方法是，按住键盘“A”键并点击分配器拖动到操作员，这样就完成了连接过系统仿真综合实验指导书(2011.6)
控制系统仿真与CAD 实验报告
动力学主要仿真软件
系统仿真实验报告
《控制系统计算机仿真》实验指导书
《机械系统动力学仿真分析软件》
过程控制系统仿真实验指导
控制系统仿真实验报告
车辆系统动力学仿真大作业(带程序)
第一章系统仿真的基本概念与方法
控制系统仿真实验报告1
控制系统数字仿真实验报告
《MATLAB与控制系统。。仿真》实验报告
控制系统仿真和设计实验报告
仿真综合实验指导书
弹簧阻尼系统动力学模型adams仿真设计
MATLAB完成通信系统仿真实例
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MATLAB与控制系统仿真及实验 2016(五)
系统动力学模型
物流系统仿真实验报告