第一篇：仿真與建模實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)報(bào)告

13工業(yè)工程2班 李偉航 13工業(yè)工程2班

實(shí)驗(yàn)10

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1.學(xué)習(xí)庫(kù)存系統(tǒng)查庫(kù)與訂貨處理的結(jié)構(gòu)建模方法

2.學(xué)習(xí)用Equation模塊、Equation（I）模塊讀寫數(shù)據(jù)庫(kù)的方法 3.學(xué)習(xí)用Equation模塊、Equation（I）模塊進(jìn)行編程計(jì)算的方法

二、實(shí)驗(yàn)問(wèn)題

1.打開上次實(shí)驗(yàn)?zāi)惚４娴奈募ㄟ@個(gè)文件要保存好，下次實(shí)驗(yàn)還要使用），然后根據(jù)以上視頻，進(jìn)行操作實(shí)驗(yàn)。

2.簡(jiǎn)述用Equation模塊計(jì)算訂貨量的程序邏輯。

3.簡(jiǎn)述用Equation（I）模塊計(jì)算并累加總訂貨成本到數(shù)據(jù)庫(kù)中的程序邏輯。4.Equation模塊與Equation（I）模塊有何不同？

5.在本案例的假設(shè)前提下，在一筆訂貨的在途貨物運(yùn)輸期間（即提前期期間），會(huì)不會(huì)再次發(fā)出訂貨指令？或者換句話說(shuō)，每次查庫(kù)時(shí)，會(huì)不會(huì)有已訂但未到的貨？為什么？

三.實(shí)驗(yàn)過(guò)程

1.生成查庫(kù)員（查庫(kù)信號(hào)）

用Create模塊每天生成一個(gè)庫(kù)存檢查員實(shí)體（實(shí)際代表一個(gè)查庫(kù)信號(hào)）Create模塊具體設(shè)置如下圖：

2.判斷是否需要訂貨

利用Select Item Out模塊、Equation模塊和Simulation Variable模塊檢查庫(kù)存，并判斷是否需要訂貨。若需要，就將庫(kù)存檢查員實(shí)體發(fā)送到Select Item Out模塊的上端口輸出進(jìn)行后續(xù)處理；若不需要訂貨，就將庫(kù)存檢查員實(shí)體發(fā)送到下端口輸出，簡(jiǎn)單地離開系統(tǒng)。其中，Equation模塊的設(shè)置如下圖。

3.無(wú)需訂貨的處理

由上一步Equation中設(shè)置可知，當(dāng)s=1時(shí)，即無(wú)需訂貨的情況下，直接將庫(kù)存檢查員實(shí)體從Select Item Out模塊下端口輸出，通過(guò)Exit模塊離開系統(tǒng)。Select Item Out模塊設(shè)置如下，當(dāng)s=0時(shí)從上端口輸出，否則從下端輸出。

4.訂貨處理-建立模型

當(dāng)s=0時(shí)，即需要訂貨的情況下，庫(kù)存檢查員實(shí)體有Select Item Out模塊上端口輸出，后續(xù)訂貨處理模型如下圖：

5.計(jì)算訂貨量

用一個(gè)Equation模塊獲取數(shù)據(jù)庫(kù)中的當(dāng)前庫(kù)存（kc）和最大庫(kù)存(ds)，計(jì)算訂貨量dh。Equation模塊設(shè)置如下：

6.設(shè)置訂貨量屬性

將第5步Equation模塊計(jì)算得到的訂貨量（dh）輸出給Set模塊，將訂貨量賦值給檢查實(shí)體dh屬性。Set屬性設(shè)置如下圖。

7.用Equation（I）模塊計(jì)算并累加總訂貨成本到數(shù)據(jù)庫(kù)中

因此用Equation（I）模塊獲取數(shù)據(jù)庫(kù)中固定費(fèi)（gdf）和可變訂貨費(fèi)（kbf），再根據(jù)訂貨量算出本次訂貨成本，把它累加到總訂貨費(fèi)用（toc）并寫入數(shù)據(jù)庫(kù)中。具體Equation（I）模塊設(shè)置如下圖。

8.設(shè)置提前期

從下訂單到所訂貨物入庫(kù)的這段時(shí)間為訂貨提前期，這里用Activity模塊表示，設(shè)置該提前期服從0.5-1天的均勻分布。訂貨提前期的設(shè)置如下。

9.到貨后更新數(shù)據(jù)庫(kù)中的庫(kù)存數(shù)據(jù)

庫(kù)存檢查實(shí)體離開Activity，表示提前期結(jié)束，貨物到達(dá)，到貨后用Get模塊獲取訂貨量，用Write模塊將訂貨量累加到數(shù)據(jù)庫(kù)中的sc表的當(dāng)前庫(kù)存（kc）中，根據(jù)訂貨動(dòng)態(tài)增加當(dāng)前庫(kù)存。Write模塊設(shè)置如下。

10.觀察運(yùn)行結(jié)果 運(yùn)行模型，觀察數(shù)據(jù)庫(kù)sc表中的庫(kù)存（kc）由變?yōu)?3，累計(jì)訂貨費(fèi)用達(dá)到了11125。

四.實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的分析解答

1.上述過(guò)程即為實(shí)驗(yàn)步驟。本實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ腿缦拢?/p>

2.答：用Equation模塊計(jì)算訂貨量的程序邏輯：是當(dāng)檢測(cè)到庫(kù)存小于訂貨點(diǎn)xs時(shí)，用最大庫(kù)存ds減去目前庫(kù)存，即為訂貨量，即dh=ds-kc；過(guò)程如實(shí)驗(yàn)步驟5所示。

3.答：用Equation（I）模塊計(jì)算并累加總訂貨成本到數(shù)據(jù)庫(kù)中的程序邏輯是：因?yàn)槊坑嗀浺淮蔚某杀?固定費(fèi)（gdf）+可變訂貨費(fèi)（kbf）*訂貨量（dh），將每次的訂貨成本累加到總訂貨成本當(dāng)中去，即toc=toc+gdf+kbf*dh，即更新了總訂貨成本。具體步驟如步驟7所示。

4.答：Equation模塊是由value庫(kù)中添加的值模塊，是用來(lái)讀取傳遞系統(tǒng)產(chǎn)生的值（如產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)）并進(jìn)行相應(yīng)的邏輯運(yùn)算，而對(duì)于實(shí)體傳來(lái)的屬性則不可以讀?。欢喾吹?，Equation（I）模塊是由Item庫(kù)中添加的實(shí)物模塊，用來(lái)讀取和傳遞實(shí)體屬性并進(jìn)行相應(yīng)的邏輯運(yùn)算。兩者都可以讀取數(shù)據(jù)可中的數(shù)據(jù)。

5.答：一筆訂貨的在途貨物運(yùn)輸期間，不會(huì)再次發(fā)出訂貨指令。因?yàn)樵贑reate模塊中設(shè)置了檢查實(shí)體到來(lái)的間隔為1天，而訂貨提前期服從0.5-1的均勻分布，所以不會(huì)出現(xiàn)每次查庫(kù)有已訂但未到的貨的情況。

實(shí)驗(yàn)11

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)理解各種庫(kù)存性能指標(biāo)的含義 2.學(xué)習(xí)用Read模塊讀取數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的方法

3.學(xué)習(xí)用Max&Min模塊、Mean模塊、Equation模塊以及各種計(jì)算模塊計(jì)算和采集庫(kù)存系統(tǒng)性能指標(biāo)的方法

二.實(shí)驗(yàn)問(wèn)題

1.打開上次實(shí)驗(yàn)?zāi)惚４娴奈募ㄟ@個(gè)文件要保存好，下次實(shí)驗(yàn)還要使用），然后根據(jù)以上視頻，進(jìn)行操作實(shí)驗(yàn)。

2.本實(shí)驗(yàn)中，用read模塊讀數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)時(shí)，在其option頁(yè)要做何設(shè)置？ 3.用Mean Variance模塊計(jì)算平均每天總成本的均值和置信區(qū)間時(shí)，模塊對(duì)話框要做何設(shè)置？

4.利用本次實(shí)驗(yàn)建立的模型，實(shí)驗(yàn)比較以下各組（s，S）下的平均每天總成本：(20, 40)(20, 60)(20, 80)(20, 100)(40, 60)(40, 80)(40, 100)(60,80)(60,100)(80,100)對(duì)每種情況重復(fù)運(yùn)行20次，寫出各項(xiàng)配置下的平均每天總成本的均值和置信區(qū)間。并寫出以上最優(yōu)的（使得平均每天總成本最低）的（s，S）。

5.添加必要的模塊，分別計(jì)算平均每天缺貨成本、平均每天儲(chǔ)存成本、平均每天訂貨成本的均值和置信區(qū)間。6.用Plotter，Discrete Event模塊繪制當(dāng)前庫(kù)存水平的波動(dòng)曲線，并同時(shí)繪制一條高度為20（即訂購(gòu)點(diǎn)）的水平直線，和一條高度為0的水平直線（連接constant模塊到plotter DE模塊），觀察并庫(kù)存曲線的波動(dòng)情況以及和兩條直線的關(guān)系，根據(jù)你的觀察，缺貨情況經(jīng)常發(fā)生嗎？

三.實(shí)驗(yàn)過(guò)程

1.在庫(kù)存發(fā)生變化時(shí)讀取數(shù)據(jù)庫(kù)中當(dāng)前庫(kù)存水平

每當(dāng)庫(kù)存數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，用Read模塊讀取庫(kù)存（kc）的值，Read設(shè)置如下：

2.計(jì)算平均每天儲(chǔ)存成本 當(dāng)庫(kù)存大于0時(shí)，通過(guò)max模塊與0比較得到當(dāng)前庫(kù)存值，并通過(guò)Mean&Varience模塊（運(yùn)行10次）計(jì)算平均每天的庫(kù)存，再用Equation模塊計(jì)算平均每天儲(chǔ)存成本。計(jì)算平均每天儲(chǔ)存成本的模型與設(shè)置如下所示：

3.計(jì)算平均每天缺貨成本 當(dāng)庫(kù)存小于0時(shí)，通過(guò)max模塊與0比較得到當(dāng)前缺貨數(shù)，并通過(guò)Mean&Varience模塊（運(yùn)行10次）計(jì)算平均每天的缺貨數(shù)，用Equation模塊（缺貨數(shù)取反）計(jì)算平均每天缺貨成本。計(jì)算平均每天缺貨成本的模型與設(shè)置如下所示：

4.計(jì)算平均每天訂貨成本

利用Read模塊讀取運(yùn)行完后數(shù)據(jù)庫(kù)中的總訂貨成本，再用Math模塊除以系統(tǒng)運(yùn)行當(dāng)前時(shí)間，得到平均每天訂貨成本。平均每天訂貨成本模型和設(shè)置如下：

5.計(jì)算平均每天總成本

利用Math模塊將第2、3、4步所計(jì)算出的平均每天儲(chǔ)存成本，平均每天缺貨成本和平均每天訂貨成本相加即得到平均每天總成本。

6.計(jì)算平均每天總成本的均值和置信區(qū)間

在Math模塊后用Mean&Varience模塊計(jì)算運(yùn)行10次之后的平均每天總成本的均值和置信區(qū)間。

四.實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的分析解答

1.上述過(guò)程即為實(shí)驗(yàn)步驟。本實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ腿缦拢?/p>

2.答：由于本實(shí)驗(yàn)要求在庫(kù)存發(fā)生變化時(shí)讀取數(shù)據(jù)庫(kù)的庫(kù)存水平，因此在Read模塊中的Option選項(xiàng)中，選擇Discrete event-read data during when 以及勾中data sources change，意思即為數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)讀取數(shù)據(jù)庫(kù)。設(shè)置如下：

3.答：用Mean&Varience模塊計(jì)算平均每天總成本的均值和置信區(qū)間時(shí)，要勾中Calculate for multiplte simulations，意思是計(jì)算出運(yùn)行多次情況（這里為10）次時(shí)平均每天總成本的均值和置信區(qū)間。

4.答： 10種情況的運(yùn)行結(jié)果如下，其中最優(yōu)的（s，S）為（20,60）。

（20，40）（20，60）（20，80）

均值：125.8870元 均值：120.3812元 均值：121.4371元

置信區(qū)間（125.8870±2.2602）置信區(qū)間（120.3812±1.8750）置信區(qū)間（121.4371±1.0904）

（20，100）（40,60）（40，80）

均值：128.1696元 均值：127.3233元 均值：127.5943元

置信區(qū)間（128.1696±1.1935）置信區(qū)間（127.3233±1.2890）置信區(qū)間（127.5943±0.8358）

（40,100）（60,80）（60，100）

均值：134.0826元 均值：146.2447元 均值：147.6999元

置信區(qū)間（134.0826±1.2611）置信區(qū)間（146.2447±1.3544）置信區(qū)間（147.6999±1.1276）

（80,100）

均值：167.5711元 置信區(qū)間（167.5711±1.2291）

5.答：用3個(gè)Mean&Varience模塊計(jì)算平均每天存儲(chǔ)成本、缺貨成本和訂貨成本的均值和置信區(qū)間，Mean&Varience模塊勾中Calculate for multiplte simulations。添加模塊后的模型以及運(yùn)行結(jié)果如下：

平均每天存儲(chǔ)成本：平均每天缺貨成本

均值約為9.5140元 均值約為16.2608元 置信區(qū)間為（9.5140±0.2234）置信區(qū)間為（16.2608±0.9608）

平均每天訂貨成本：

均值約為98.7903元

置信區(qū)間為（98.7903±1.3140）

6.答： Plotter Discrete Event模塊設(shè)置和運(yùn)行后的庫(kù)存水平波動(dòng)曲線如下圖所示，由曲線圖可以看出庫(kù)存水平在0和20之間以及上下變動(dòng)。由圖可以看出，位于0以下的曲線分布比較多，這意味著缺貨的情況發(fā)生的比較頻繁；曲線在0和20之間的分布也較多，這意味著需要訂貨的情況也發(fā)生的比較多。

實(shí)驗(yàn)12 一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1.學(xué)習(xí)庫(kù)存仿真優(yōu)化方法

2.學(xué)習(xí)如何設(shè)置模塊表格的內(nèi)容為決策變量

二.實(shí)驗(yàn)問(wèn)題

1.打開上次實(shí)驗(yàn)?zāi)惚４娴奈募?，然后根?jù)以上視頻，建立優(yōu)化模型。

2.在優(yōu)化模塊（Optimizer）中，整數(shù)型決策變量和連續(xù)型（實(shí)數(shù)型）的輸入方法有何不同？

3.請(qǐng)?jiān)谀愕哪Ｐ蜕希褂肊xtendsim軟件提供的優(yōu)化器來(lái)尋找（s，S）的最佳設(shè)置（總成本最小）。令s在1和99之間取值（步長(zhǎng)為1，即為整數(shù)），S在2和100之間取值（步長(zhǎng)為1，即為整數(shù)）。要注意s和S必須是整數(shù)而且滿足s < S。a.優(yōu)化器參數(shù)由先選擇Quicker Defaults，寫出優(yōu)化結(jié)果（s，S）和平均每天總成本。

b.再將優(yōu)化器參數(shù)由選擇Better Defaults，寫出優(yōu)化結(jié)果（s，S）和平均每天總成本。

4.在上題（第2題）的基礎(chǔ)上，通過(guò)將庫(kù)存檢查間隔（Evaluation Interval，目前為1天）作為變量加入到優(yōu)化變量集中，來(lái)研究在每天開始工作時(shí)查看并補(bǔ)充（當(dāng)需要時(shí)）庫(kù)存是否是最佳方案，讓該值在半天到5天之間連續(xù)取值，s和S的取值情況與上題相同。應(yīng)用優(yōu)化器求取最優(yōu)設(shè)置。

a.先優(yōu)化器參數(shù)選擇Quicker Defaults，寫出優(yōu)化結(jié)果（s，S）、Evaluation Interval和平均每天總成本。

b.再將優(yōu)化器參數(shù)選擇Better Defaults，寫出優(yōu)化結(jié)果（s，S）、和平均每天總成本。

三.實(shí)驗(yàn)過(guò)程

1.用Data Init模塊初始化最小最大庫(kù)存(s，S)

2.設(shè)置Optimizer模塊目標(biāo)函數(shù)和決策變量 從value庫(kù)中將Optimizer模塊放進(jìn)模型中，在查庫(kù)與訂貨處理模型中將決策變量訂貨點(diǎn)(xs，1~99)和最大庫(kù)存(ds，2~100)和輸出變量平均每天總成本（toc）克隆拖放到Optimizer模塊上，然后建立目標(biāo)函數(shù)方程和約束條件。Optimizer模塊設(shè)置如下：

3.設(shè)置Optimizer模塊約束方程

在Optimizer模塊中的Constraints中添加約束方程，約束條件為s和S必須是整數(shù)而且滿足s < S，約束條件的代碼設(shè)置如下：

4.設(shè)置Optimizer模塊運(yùn)行參數(shù)

在Optimizer模塊下的Run Parameters中，由于模型為隨機(jī)模型，所以單機(jī)Random mode下的Quicker Defaults按鈕快速設(shè)置所有優(yōu)化參數(shù)（速度快精度低），然后點(diǎn)擊New Run。運(yùn)行結(jié)束后選擇Better Default按鈕設(shè)置規(guī)模更大的優(yōu)化參數(shù)（耗時(shí)長(zhǎng)精度高），并比較兩次的結(jié)果。

5.運(yùn)行優(yōu)化,查看結(jié)果

通過(guò)Optimizer模塊下的Results可以看MinCost數(shù)值的變化，運(yùn)行結(jié)束時(shí)最頂行會(huì)給出最優(yōu)解。分別用Quicker Defaults參數(shù)和Better Defaults參數(shù)運(yùn)行兩次比較結(jié)果。結(jié)果見實(shí)驗(yàn)結(jié)論3。

四.實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的分析解答

1.實(shí)驗(yàn)過(guò)程如上述實(shí)驗(yàn)步驟所示。

2.答：整數(shù)型決策變量的輸入方法為輸入范圍的時(shí)候不要輸入小數(shù)點(diǎn)，如1；而實(shí)數(shù)型的輸入方法為輸入范圍時(shí)輸入帶有小數(shù)點(diǎn)的數(shù)字，如1.0。

3.答：選擇Quicker Defaults參數(shù)，（s，S）優(yōu)化結(jié)果為（27,43），平均每天總成本約為122.37627元。

Quicker Defaults

選擇Better Defaults參數(shù)，（s，S）優(yōu)化結(jié)果為（20,58），平均每天總成本約為130.8615元。

Better Defaults

4.答：將庫(kù)存檢查間隔ei克隆拖入Optimizer模塊上，在訂貨模型create模塊后加隊(duì)列防止其堵塞，ei的范圍設(shè)置如下。分別運(yùn)行Quicker Defaults參數(shù)Better Defaults進(jìn)行優(yōu)化。

? Quicker Defaults做法

第一步：選擇Quicker Defaults參數(shù),并開始運(yùn)行

第二步：分析結(jié)果。

（s，S）優(yōu)化結(jié)果為（9,74），Evaluation Interval（ei）為1.0186，平均每天總成本約為123.0515元。

Quicker Defaults

? Better Defaults做法

第一步：選擇Better Defaults參數(shù)

第二步：分析結(jié)果。（s，S）優(yōu)化結(jié)果為（38,54），Evaluation Interval（ei）為1.0714，平均每天總成本約為,120.19126元。

Better Defaults

第二篇：建模與仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告

重 重 慶 慶

大 大 學(xué) 學(xué)

學(xué) 學(xué) 生 生

實(shí) 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 實(shí)驗(yàn)課程名稱

物流系統(tǒng)建模與仿真

開課實(shí)驗(yàn)室

物流工程實(shí)驗(yàn)室

學(xué) 學(xué)

院

自動(dòng)化

年級(jí)

專業(yè)班

程 物流工程 2 班

學(xué) 學(xué) 生 生

姓 姓 名

段競(jìng)男

學(xué)

號(hào)

201 ２4 ９12

開 開 課 時(shí) 間

2014

至１５

學(xué)年第 二

學(xué) 學(xué)期 期 總 總

成 成 績(jī) 績(jī)

教師簽名

自動(dòng)化 學(xué)院制 《 物流系統(tǒng)建模與仿真 》實(shí)驗(yàn)報(bào)告

開課實(shí)驗(yàn)室：

****年**月**日 日 學(xué)院 自動(dòng)化 年級(jí)、專業(yè)、班 12級(jí)物流工程2班 姓名 段競(jìng)男 成績(jī)

課程 名稱 物流系統(tǒng)建模與仿真 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 名

稱 產(chǎn)品測(cè)試工藝仿真與分析實(shí)驗(yàn) 指導(dǎo)教師 張瑩瑩 教師評(píng)語(yǔ)

成績(jī)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過(guò)建立單存放區(qū)域、單處理工作臺(tái)得簡(jiǎn)單模型,了解 5 個(gè)基本建模步驟。學(xué)習(xí)使用統(tǒng)計(jì)分析工具.二、實(shí)驗(yàn)原理 某工廠車間對(duì)三類產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)。這三種類型得產(chǎn)品按照一定得時(shí)間間隔方式到達(dá)。隨后，不同類型得產(chǎn)品被分別送往三臺(tái)不同得檢測(cè)機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，每臺(tái)檢測(cè)機(jī)只檢測(cè)一種特定得產(chǎn)品類型.其中，類型 1 得產(chǎn)品到第一臺(tái)檢測(cè)機(jī)檢測(cè),類型２得產(chǎn)品到第二臺(tái)檢測(cè)機(jī)檢測(cè),類型 3 得產(chǎn)品到第三臺(tái)檢測(cè)機(jī)檢測(cè)。產(chǎn)品檢測(cè)完畢后,由傳送帶送往貨架區(qū),再由叉車送到相應(yīng)得貨架上存放。類型 1 得產(chǎn)品存放在第 2 個(gè)貨架上，類型 2 得產(chǎn)品存放在第 3 個(gè)貨架上，類型 3 得產(chǎn)品存放在第 1 個(gè)貨架上。

三、使用儀器、材料

一臺(tái)ＰＣ機(jī),ｆlｅｘsiｍ軟件 四、實(shí)驗(yàn)步驟

1)創(chuàng)建模型布局

使用鼠標(biāo)將需要得對(duì)象從對(duì)象庫(kù)中拖放到正視圖窗口中,根據(jù)需要使用鼠標(biāo)改變對(duì)象位置、大小與轉(zhuǎn)角。

2)連接端口

按下鍵盤上得“A“鍵，用鼠標(biāo)拖放在對(duì)象間建立輸出端口-輸入端口連接；方向?yàn)閺牧鞒鰧?shí)體得對(duì)象到流入實(shí)體得對(duì)象;模型中得對(duì)象發(fā)出與接收實(shí)體需要這種連接。

3)編輯外觀、設(shè)置對(duì)象行為

(1)參數(shù)窗口（Parameteｒs Ｗindｏw）

雙擊對(duì)象（或在右鍵菜單選擇 Pａramｅters）

；用于對(duì)各種對(duì)象得自身特性得設(shè)置、編輯。

(2)屬性窗口(Ｐropertieｓ Windｏｗ）

右鍵單擊對(duì)象,在彈出菜單中選擇 Ｐrｏpertieｓ;用于編輯與查瞧所有對(duì)象都擁有得一般性信息。

(3)模型樹視圖(Model Tree Vｉew)模型中得所有對(duì)象都在層級(jí)式樹結(jié)構(gòu)中列出;包含對(duì)象得底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);所有得信息都包含在此樹結(jié)構(gòu)中。

4)重置運(yùn)行

(1)重置模型并運(yùn)行

(2)控制仿真速度（不會(huì)影響仿真結(jié)果）

檢測(cè)機(jī)器 1 檢測(cè)機(jī)器 2 檢測(cè)機(jī)器 3 傳送帶 傳送帶 傳送帶 貨架 1 貨架 2 貨架 3 產(chǎn)品 1 產(chǎn)品 2 產(chǎn)品 3

(3)設(shè)置仿真結(jié)束時(shí)間

5)觀察結(jié)果

(1)使用“Statiｓtics”(統(tǒng)計(jì))菜單中得 Reｐｏrts anｄ Statiｓtics(報(bào)告與統(tǒng)計(jì)）生成所需得各項(xiàng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)告.(2)其她報(bào)告功能包括：對(duì)象屬性窗口得統(tǒng)計(jì)項(xiàng);記錄器對(duì)象;可視化工具對(duì)象;通過(guò)觸發(fā)器記錄數(shù)據(jù)到全局表。

五、實(shí)驗(yàn)過(guò)程原始記錄((數(shù)據(jù)、圖表、計(jì)算等))

1、運(yùn)行結(jié)果得平面視圖:

2、運(yùn)行結(jié)果得立體視圖

３、運(yùn)行結(jié)果得暫存區(qū)數(shù)據(jù)分析結(jié)果圖:

第一個(gè)暫存區(qū)

第二個(gè)暫存區(qū) 由報(bào)表分析可知 5 次實(shí)驗(yàn)中，第一個(gè)暫存區(qū)得平均等待時(shí)間為 1１、４6，而第二個(gè)暫存區(qū)得平均等待時(shí)間為１3、0２，略大于第一個(gè)暫存區(qū),由此可見,第二個(gè)暫存區(qū)得工作效率基本上由第一個(gè)暫存區(qū)決定。

４、運(yùn)行結(jié)果三個(gè)檢測(cè)臺(tái)得數(shù)據(jù)分析結(jié)果圖,三個(gè)檢測(cè)臺(tái)得 statｅ餅圖：

（１)處理器一：

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可得,處理器一只有５3%得時(shí)間處于工作狀態(tài)，有３２、3％得時(shí)間就是處于閑置狀態(tài),并且該處理器得準(zhǔn)備時(shí)間較長(zhǎng)，占總時(shí)間得 14、7％,這些數(shù)據(jù)表明該處理器得運(yùn)行速度完全能滿足,甚至超過(guò)系統(tǒng)得要求，可以適當(dāng)?shù)眠x擇更處理速度慢一點(diǎn)得處理器來(lái)降低系統(tǒng)成本。

（2）處理器二:

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可得,處理器二只有 16、９％得時(shí)間處于工作狀態(tài),有６6％得時(shí)間就是處于閑置狀態(tài)，并且有 1７、1％得時(shí)間處于準(zhǔn)備時(shí)間,以上數(shù)據(jù)說(shuō)明處理器二閑置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，工作效率低，不能很好地配合物料二得到達(dá)速度。

(3）處理器三

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可得，處理器三得只有１６、9％得時(shí)間處于工作狀態(tài)，有 66、1%得時(shí)間就是處于閑置狀態(tài),并且有 16、9%得時(shí)間處于準(zhǔn)備時(shí)間，以上數(shù)據(jù)說(shuō)明處理器三得工作效率低,不能很好地配合物料三得到達(dá)速度，可以適當(dāng)?shù)媒档吞幚砥魅锰幚硭俣取?/p>

六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

１))對(duì)得到得數(shù)據(jù)做簡(jiǎn)單分析，提出改進(jìn)措施。

答:通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有得機(jī)器設(shè)備得設(shè)置基本能滿足系統(tǒng)得要求，但工作效率低，大大浪費(fèi)了設(shè)備得工作能力,可以適當(dāng)?shù)锰岣呶锪系玫竭_(dá)速度，或者降低三臺(tái)處理器得處理速度.2 2）

討論：本實(shí)驗(yàn)根據(jù)三個(gè)處理器得統(tǒng)計(jì)信息,通過(guò)狀態(tài)圖分析各處理器得工作狀態(tài)，通過(guò)暫存區(qū)材料得平均等待時(shí)間，分析這個(gè)檢測(cè)流程得效率如何？就是否存在瓶頸？如果存在,怎樣才能改善整個(gè)系統(tǒng)得績(jī)效呢？ 答：由報(bào)表分析可知５次實(shí)驗(yàn)中，第一個(gè)暫存區(qū)得平均等待時(shí)間為 11、46，而第二個(gè)暫存區(qū)得平

均等待時(shí)間為 13、02,略大于第一個(gè)暫存區(qū),由此可見，第二個(gè)暫存區(qū)得工作效率基本上由第一個(gè)暫存區(qū)決定。處理器一只有５3%得時(shí)間處于工作狀態(tài)，有 32、３％得時(shí)間就是處于閑置狀態(tài),并且該處理器得準(zhǔn)備時(shí)間較長(zhǎng),占總時(shí)間得１４、7%,這些數(shù)據(jù)表明該處理器得運(yùn)行速度完全能滿足,甚至超過(guò)系統(tǒng)得要求,可以適當(dāng)?shù)眠x擇更處理速度慢一點(diǎn)得處理器來(lái)降低系統(tǒng)成本。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可得，處理器二只有 16、９%得時(shí)間處于工作狀態(tài),有 66%得時(shí)間就是處于閑置狀態(tài),并且有 17、1％得時(shí)間處于準(zhǔn)備時(shí)間，以上數(shù)據(jù)說(shuō)明處理器二閑置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，工作效率低，不能很好地配合物料二得到達(dá)速度。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可得,處理器三得只有 1６、9%得時(shí)間處于工作狀態(tài)，有 66、1%得時(shí)間就是處于閑置狀態(tài)，并且有１6、9%得時(shí)間處于準(zhǔn)備時(shí)間，以上數(shù)據(jù)說(shuō)明處理器三得工作效率低,不能很好地配合物料三得到達(dá)速度，可以適當(dāng)?shù)媒档吞幚砥魅锰幚硭俣取Ｕw來(lái)瞧,整個(gè)檢測(cè)流程效率不高，但就是并不存在瓶頸，能夠達(dá)到系統(tǒng)得要求,但工作效率低，大大浪費(fèi)了設(shè)備得工作能力,可以適當(dāng)?shù)锰岣呶锪系玫竭_(dá)速度，或者降低三臺(tái)處理器得處理速度.《物流系統(tǒng)建模與仿真》實(shí)驗(yàn)報(bào)告

開 ：

開 課 實(shí) 驗(yàn) 室 ：

年 年

月 月

日 日 學(xué)院 自動(dòng)化 年級(jí)、專業(yè)、班 １２級(jí)物流工程２班 姓名 段競(jìng)男 成績(jī)

課程 名稱 物流系統(tǒng)建模與仿真 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 名

稱 多產(chǎn)品多階段制造系統(tǒng)仿真與分析實(shí)驗(yàn) 指導(dǎo)教師 張瑩瑩 教師評(píng)語(yǔ)

成績(jī)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?假定在保持車間逐日連續(xù)工作得條件下，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行 365 天得仿真運(yùn)行（每天按８ 小時(shí)計(jì)算)，計(jì)算每組機(jī)器隊(duì)列中得平均產(chǎn)品數(shù)以及平均等待時(shí)間。通過(guò)仿真運(yùn)行,找出影響系統(tǒng)得瓶頸因素，并對(duì)模型加以改進(jìn)。

二、實(shí)驗(yàn)原理 某制造車間由 5 組機(jī)器組成，第 1,2,3，4,5 組機(jī)器分別有３，２,4,3，1 臺(tái)相同得機(jī)器。這個(gè)車間需要加工三種原料，三種原料分別要求完成４、3 與５ 道工序，而每道工序必須在指定得機(jī)器組上處理,按照事先規(guī)定好得工藝順序進(jìn)行。

概念模型參考如下：

三、使用儀器、材料

一臺(tái)ＰC 機(jī)，flexsｉm 軟件 四、實(shí)驗(yàn)步驟

1)創(chuàng)建模型布局 使用鼠標(biāo)將需要得對(duì)象從對(duì)象庫(kù)中拖放到正視圖窗口中，根據(jù)需要使用鼠標(biāo)改變對(duì)象位置、大小與轉(zhuǎn)角。

2)連接端口 按下鍵盤上得“A”鍵，用鼠標(biāo)拖放在對(duì)象間建立輸出端口—輸入端口連接;方向?yàn)閺牧鞒鰧?shí)體得對(duì)象到流入實(shí)體得對(duì)象；模型中得對(duì)象發(fā)出與接收實(shí)體需要這種連接。本實(shí)驗(yàn)此步驟為關(guān)鍵環(huán)節(jié)，連接線較復(fù)雜，故連接端口時(shí)應(yīng)注意保持清晰思路.機(jī)器 1 機(jī)器 1 機(jī)器 1 暫存區(qū) 機(jī)器 2 機(jī)器 2 暫存區(qū) 機(jī)器 3 機(jī)器 3 機(jī)器 3 機(jī)器 3

暫存區(qū) 機(jī)器 4 機(jī)器 4 機(jī)器 4 暫存區(qū) 機(jī)器 5

暫存區(qū) 1 2 3

3)定義對(duì)象參數(shù)(1)定義Ｓource 在模型中，共有 3 個(gè)Ｓource 實(shí)體，每個(gè)Ｓource 對(duì)應(yīng)一類原料,也就就是說(shuō)，一個(gè) Source 生成一類原料.我們需要設(shè)置每個(gè) Souｒce 實(shí)體，使得每類原料得到達(dá)間隔時(shí)間滿足系統(tǒng)得要求。

(2)分別按照要求定義機(jī)器組１、機(jī)器組 2、機(jī)器組 3、機(jī)器組 4、機(jī)器組 5、暫存區(qū)參數(shù)。

4)模型運(yùn)行

(1)設(shè)置 Expeｒiｍenter

(2)重置模型并運(yùn)行 5)觀察結(jié)果 仿真進(jìn)行過(guò)程中，可以瞧到紅、黃、藍(lán)三種不同顏色得原料從系統(tǒng)中流過(guò),經(jīng)過(guò)不同機(jī)器組得加工,最后離開系統(tǒng)。

仿真運(yùn)行到１７52０0 單位時(shí)間得時(shí)候，自動(dòng)停止。

五、實(shí)驗(yàn)過(guò)程原始記錄((數(shù)據(jù)、圖表、計(jì)算等）

1、運(yùn)行結(jié)果得平面視圖: 2、提供運(yùn)行結(jié)果得立體視圖：

3、提供運(yùn)行結(jié)果五個(gè)暫存區(qū)數(shù)據(jù)分析結(jié)果圖

由數(shù)據(jù)圖可知第一個(gè)暫存區(qū)得為 物料輸入量為 888 ８,平均數(shù)量為 0、６3, 最大等待時(shí)間達(dá)到了 241、、94，平均等待時(shí)間為 12、5，由此可見暫存區(qū)一得貨物 狀態(tài)較為空閑，不就是 系統(tǒng)得瓶頸。

為 由數(shù)據(jù)圖可知第二個(gè)暫存區(qū)得物料輸入量為 1117 ３,平均容量為 1 ９67、0 ４, 最大等待時(shí)間為 630１ １7、1４ ４為，平均等待時(shí)間為 30３ ３ ８８、42, 由此可見暫存區(qū)二得貨物周轉(zhuǎn)率較高, 處于比較忙碌得狀態(tài)，非常 容易成為系統(tǒng)得瓶頸。

由數(shù)據(jù)圖可知第三個(gè)暫存區(qū)得物料輸入量為５ ５8 ３５,平均數(shù)量為 0、11，最大等待時(shí)間達(dá)到了 1２ ２4、25,平均等待時(shí)間為 3、４0, 由此可見暫存區(qū)三得效率較高，較為適應(yīng)系統(tǒng)得要求。

為 由數(shù)據(jù)圖可知第四個(gè)暫存區(qū)得物料輸入量為 3604，平均數(shù)量為 5、6２ ２，最大等待時(shí)間為１ １64 ２、37，平均等待時(shí)間為 273、55，由此可見暫存區(qū)四貨物周轉(zhuǎn)率高，并且運(yùn)行效率高, 能夠適應(yīng)系統(tǒng)得要求，安排合理。

由數(shù)據(jù)圖可知第五 個(gè)暫存區(qū)得物料為 輸入量為 7 ２08,平均數(shù)量為２ ２43、75, 最大等待時(shí)間為 1 ０９3６、85,平均等待時(shí)間為 5956, 由此可見暫存區(qū)五 容易造成貨物得堆積與等待，不 能夠適應(yīng)系統(tǒng)得要求，安排 不夠 合理, 為該系統(tǒng)得瓶頸.六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

對(duì)得到得數(shù)據(jù)做簡(jiǎn)單分析，提出改進(jìn)措施：

暫存區(qū) 1 2 3 4 5平均等待時(shí)間 12、50 30388、42 3、40 273、55 5956

平均數(shù)量 0、63 1967、04 0、11 5、62 243、75 由數(shù)據(jù)圖可知第一個(gè)暫存區(qū)得物料輸入量為 8８88，平均數(shù)量為 0、63，最大等待時(shí)間達(dá)到了241、94，平均等待時(shí)間為１2、5,由此可見暫存區(qū)一得貨物狀態(tài)較為空閑,不就是系統(tǒng)得瓶頸.由數(shù)據(jù)圖可知第二個(gè)暫存區(qū)得物料輸入量為１１173,平均容量為 1967、04，最大等待時(shí)間為 63017、14,平均等待時(shí)間為 30388、42，由此可見暫存區(qū)二得貨物周轉(zhuǎn)率較高，處于比較忙碌得狀態(tài)，非常容易成為系統(tǒng)得瓶頸.由數(shù)據(jù)圖可知第三個(gè)暫存區(qū)得物料輸入量為 5835,平均數(shù)量為０、11，最大等待時(shí)間達(dá)到了 1２4、２5,平均等待時(shí)間為 3、4０，由此可見暫存區(qū)三得效率較高,較為適應(yīng)系統(tǒng)得要求。由數(shù)據(jù)圖可知第四個(gè)暫存區(qū)得物料輸入量為 36０4,平均數(shù)量為 5、62,最大等待時(shí)間為 1642、３7，平均等待時(shí)間為 2７3、５5，由此可見暫存區(qū)四貨物周轉(zhuǎn)率高,并且運(yùn)行效率高，能夠適應(yīng)系

統(tǒng)得要求,安排合理.由數(shù)據(jù)圖可知第五個(gè)暫存區(qū)得物料輸入量為 72０8，平均數(shù)量為 243、75,最大等待時(shí)間為 1０936、85,平均等待時(shí)間為 595６，由此可見暫存區(qū)五容易造成貨物得堆積與等待,不能夠適應(yīng)系統(tǒng)得要求,安排不夠合理,為該系統(tǒng)得瓶頸.由數(shù)據(jù)分析可知暫存區(qū)二、五就是系統(tǒng)得瓶頸所在，應(yīng)該提高暫存區(qū)二、暫存區(qū)五得處理前一道工序速度,即增加工序一與工序二得機(jī)器數(shù)量，以此來(lái)提高工序 1、2 得處理速度，或者調(diào)整物料加工得順序,從而提高整個(gè)系統(tǒng)得運(yùn)營(yíng)效率。

《物流系統(tǒng)建模與仿真》實(shí)驗(yàn)報(bào)告

開課實(shí)驗(yàn)室：

****年**月**日 日 學(xué)院 自動(dòng)化 年級(jí)、專業(yè)、班 １2 級(jí)物流工程 2班 姓名段競(jìng)男 成績(jī)

課程 名稱 物流系統(tǒng)建模與仿真 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 名

稱 混合流水線系統(tǒng)仿真與分析實(shí)驗(yàn) 指導(dǎo)教師 張瑩瑩 教師評(píng)語(yǔ)

成績(jī)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?主要掌握單臺(tái)處理器在處理多種產(chǎn)品時(shí)對(duì)于處理順序以及時(shí)間參數(shù)得設(shè)置.熟悉先進(jìn)先出這種存儲(chǔ)模式得控制方法.二、實(shí)驗(yàn)原理 多對(duì)象流水線生產(chǎn)有兩種基本形式。一種就是可變流水線，其特點(diǎn)就是:在計(jì)劃期內(nèi)，按照一定得間隔期,成批輪番生產(chǎn)多種產(chǎn)品；在間隔期內(nèi)，只生產(chǎn)一種產(chǎn)品,在完成規(guī)定得批量后,轉(zhuǎn)生產(chǎn)另一種產(chǎn)品。另一種就是混合流水線,其特點(diǎn)就是：在同一時(shí)間內(nèi),流水線上混合生產(chǎn)多種產(chǎn)品。按固定得混合產(chǎn)品組組織生產(chǎn),即將不同得產(chǎn)品按固定得比例與生產(chǎn)順序編成產(chǎn)品組。一個(gè)組一個(gè)組地在流水線上進(jìn)行生產(chǎn)。

三、使用儀器、材料

ＰC 機(jī)一臺(tái),flexsiｍ 軟件 四、實(shí)驗(yàn)步驟

1)創(chuàng)建模型布局

從左邊得實(shí)體庫(kù)中依次拖拽出所有實(shí)體（一個(gè) Source，５個(gè) Quｅｕe,1２個(gè) Pｒｏceｓｓoｒ，一個(gè)Ｃonveｙor，一個(gè)Ｓｉnｋ)放在右邊模型視圖中，調(diào)整至適當(dāng)?shù)梦恢?如圖所示:

2)連接端口

根據(jù)流動(dòng)實(shí)體得路徑來(lái)連接不同實(shí)體得端口.按住鍵盤上得“A”鍵,與前面章節(jié)得操作一樣,按上圖中得箭頭所指向依次連接各個(gè)實(shí)體.分別(注意方向)從 Sｏurｃe 連到 GeneｒalQueｕe，GeneｒalQuｅue 連到ＧenｅｒaｌMachine1，GｅnｅｒalＱuｅuｅ連到 GenerａlMａchine2, GeneralＱueue 連到 GenerａlMaｃｈine3，ＧｅｎｅralMａｃｈiｎe1 連到 DrillinｇQueue，GeneralMacｈine2 連到 DriｌlingQｕeue，GｅｎｅrａlＭａcｈinｅ3 連到 DrillｉngQueuｅ，DrillｉｎgQueue 連到 DｒillinｇＭａchine1，DriｌlinｇQueｕｅ連到 DrillingMａchｉne２,DrillinｇQueue連到DriｌlingMachine３,DriｌlｉngＭachine1連到ＭillｉｎgQｕeuｅ,ＤriｌlinｇMaｃhｉｎe2 連到 MilliｎgQｕeue,DrｉlｌinｇMacｈine3 連到ＭilｌｉngQｕeue,MiｌｌinｇＱueｕe 連到 MilｌｉnｇＭachine１，MillingＱueｕｅ連到ＭilｌｉngＭaｃhine2,ＭillinｇMaｃhiｎｅ1 連到 GriｎdiｎgQuｅue,ＭiｌlingＭａchine２連到 GrindｉngＱｕeue，ＧrｉndｉｎgＱｕｅｕｅ連到 GrｉnｄingＭａchiｎe1，GrinｄinｇＱueue 連到 GｒindinｇMａｃｈｉne２,GrｉndingＱｕｅue 連到ＧｒindｉnｇMachｉｎｅ3，GｒiｎdiｎｇMachｉｎe1 連到 T

ｅｓｔｉngQueｕe,GrｉｎdingＭachｉne2連到TｅｓtiｎgＱueue,GrindｉｎｇMachｉｎe3連到TesｔingＱueue,TestingQueue 連到 TｅsｔingＭachine，ＴeｓtｉngＭachine 連到 Cｏｎveyor，Ｃoｎveyor 連到Ｓｉnk。完成后，如圖所示：

3)定義對(duì)象參數(shù)

分別按照要求定義 Sourｃe、各機(jī)器工位、暫存區(qū)參數(shù)。

4)模型運(yùn)行

(1)重置模型并運(yùn)行(2)加快仿真模型運(yùn)行速度 如果我們只就是關(guān)心仿真結(jié)果,而對(duì)仿真得過(guò)程不感興趣，則我們可以加快仿真速度,迅速得到結(jié)果.圖 3、１仿真速度控制比例條 如圖 3、1，鼠標(biāo)左鍵一直按住比例尺，移動(dòng)到合適得比例位置,以便迅速得到結(jié)果。

5)觀察結(jié)果

仿真進(jìn)行過(guò)程中，可以瞧到紅、綠、藍(lán)三種不同顏色得產(chǎn)品從系統(tǒng)中流過(guò),經(jīng)過(guò)不同機(jī)器組得加工，最后離開系統(tǒng),如下圖:

6)結(jié)果分析

當(dāng)仿真運(yùn)行自動(dòng)結(jié)束后，我們打開 Flexｓｉｍ得工具欄里得 Stａt(yī)s 目錄下得Ｓtandａrd Report 選項(xiàng)，如圖所示:

我們通過(guò)來(lái)增加、以及來(lái)減少需要輸出得報(bào)告內(nèi)容,使得報(bào)告包含以上所列得 5 個(gè)部分得數(shù)據(jù):iｄlｅ就是空閑時(shí)間，pｒoｃessiｎg 就是工作時(shí)間，blockeｄ就是產(chǎn)品在設(shè)備等待時(shí)間，ｓｔatｓ_staytiｍｅavｇ就是平均停留時(shí)間，stats_input 就是輸入產(chǎn)品數(shù),stats_output 就是輸出產(chǎn)品數(shù),設(shè)置完成后,如圖所示:

點(diǎn)擊后生成如圖所示表格:

從上表中我們可以很方便得瞧到總運(yùn)行時(shí)間就是 7728min，以及各個(gè)設(shè)備得輸入輸出產(chǎn)品數(shù),處理時(shí)間等信息.錄記始原程過(guò)驗(yàn)實(shí)、五? 五、實(shí)驗(yàn)過(guò)程原始記錄((數(shù)據(jù)、圖表、計(jì)算等）

1、運(yùn)行結(jié)果得二維平面圖

２、運(yùn)行結(jié)果得三維立體圖

4、投產(chǎn)按照 1、2、3 得順序進(jìn)行得仿真報(bào)告 Flexsim Summary Report Time: 7728

Object Class stats_output stats_staytimemin stats_input idle blocked processing

Source1 Source 1700 0 0 0 7720 0 Queue2 Queue 1700 0 1700 0 0 0 Processor3 Processor 500 4 500 594 0 2400 Processor4 Processor 600 4 600 297 0 2700 Processor5 Processor 600 4 600 297 0 2700 ConCon17010 1700 0 0

veyor6 veyor 0 0 Processor7 Processor 600 4 600 203 0 2800 Processor8 Processor 600 4 600 203 0 2800 Processor9 Processor 500 4 500 599 0 2400 Queue10 Queue 1700 0 1700 0 0 0 QueQue1700 1700 0 0

ue11 ue 0 0 Processor12 Processor 850 3 850 10 0 3050 Processor13 Processor 850 3 850 11 0 3050 Processor14 Processor 567 4 567 796 0 2268 ProcessorProcessor 567 4 567 797 0 2268 Processor16 Processor 566 4 566 798 0 2264 Queue17 Queue 1700 0 1700 0 0 0 Queue18 Queue 1700 0 1700 0 0 0 Processor19 Processor 1700 1 1700 18 0 7700 Sink20 Sink 0 0 1700 0 0 0 由報(bào)表分析可知，按照 1 1、2 2、３得順序投產(chǎn)得總得處理時(shí)間為７7 7 ２8 8。

投產(chǎn)按照１、3、2 得順序進(jìn)行得仿真報(bào)告:

Flexsim Summary Report Time: 7728

Object Class stats_input stats_output stats_staytimeavg idle processing blocked Source1 Source 0 1700 0 0 0 7720 Queue2 Queue 1700 1700 4、588235 0 0 0 ProcProc502 502 4、79586 2408 0

essor3 essor 6813 Processor4 Processor 600 600 4、5 298 2700 0 Processor5 Processor 598 598 4、501672 306 2692 0 Queue6 Queue 1700 1700 0、411765 0 0 0 Processor7 Processor 600 600 4、666667 203 2800 0 PrPr60604、20280

ocessor8 ocessor 0 0 666667 3 00 Processor9 Processor 500 500 4、8 599 2400 0 Queue10 Queue 1700 1700 28、32294 0 0 0 Processor11 Processor 850 850 3、588235 10 3050 0 ProcessorProcessor 850 850 3、588235 11 3050 0 Queue13 Queue 1700 1700 0 0 0 0 Processor14 Processor 567 567 4 796 2268 0 Processor15 Processor 567 567 4 797 2268 0 Processor16 Processor 566 566 4 798 2264 0 QueuQueu1700 1700 23290 0 0

e17 e、648 Conveyor19 Conveyor 1700 1700 10 0 0 0 Sink20 Sink 1700 0 0 0 0 0 Processor21 Processor 1700 1700 4、529412 18 7700 0 由報(bào)表分析可知，按照 1、3、2 得順序投產(chǎn)得總得處理時(shí)間為 77２８.投產(chǎn)按照 2、1、3 得順序進(jìn)行得仿真報(bào)告：

Flexsim Summary Report Time:

7725 Object Class stats_input stats_output stats_staytimeavg idle processing blocked Source1 Source 0 1700 0 0 0 7720 Queue2 Queue 1700 1700 4、588235 0 0 0 Processor3 Processor 503 503 4、795229 588 2412 0 Processor4 Processor 600 600 4、5 299 2700 0 Processor5 Processor 597 597 4、502513 311 2688 0

Queue6 Queue 1700 1700 0、408824 0 0 0 Processor7 Processor 600 600 4、666667 205 2800 0 Processor8 Processor 600 600 4、666667 205 2800 0 Processor9 Processor 500 500 4、8 605 2400 0 Queue10 Queue 1700 1700 28、16529 0 0 0 Processor11 Processor 851 851 3、587544 11 3053 0 Processor12 Processor 849 849 3、588928 15 3047 0 Queue13 Queue 1700 1700 0 0 0 0 Processor14 Processor 567 567 4 796 2268 0 Processor15 Processor 567 567 4 798 2268 0 Processor16 Processor 566 566 4 804 2264 0 Queue17 Queue 1700 1700 2317、985 0 0 0 Conveyor19 Conveyor 1700 1700 10 0 0 0 Sink20 Sink 1700 0 0 0 0 0 Processor21 Processor 1700 1700 4、529412 15 7700 0 由報(bào)表分析可知，按照 2 2、１、３得順序投產(chǎn)得總得處理時(shí)間為 772 ５.析分及果結(jié)驗(yàn)實(shí)、六? 六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析1）

實(shí)驗(yàn)結(jié)果: :由以上報(bào)表分析可知 6 種投產(chǎn)順序中，按照 2、1、3 得順序投產(chǎn)得總得處理時(shí)間最短為７7２5，故以這種投產(chǎn)順序作為最佳投產(chǎn)方式。

２）討論: :系統(tǒng)還存在很多可以改善得地方，請(qǐng)指出有哪些地方就是有待改善得，理由就是什么.答：可以適當(dāng)?shù)媒档吞幚砥鞯眠\(yùn)行速度，除了第三組得處理器空閑時(shí)間較短外，其余各組處理器得空閑時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。尤其就是，其中暫存區(qū) 17 得平均等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng),可以適當(dāng)?shù)谜{(diào)整運(yùn)行速度，以提高整個(gè)系統(tǒng)得運(yùn)行效率。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告打印格式說(shuō)明 1.標(biāo)題:三號(hào)加粗黑體 2.開課實(shí)驗(yàn)室:5 號(hào)加粗宋體 3.表中內(nèi)容:(1)標(biāo)題:５號(hào)黑體(2)正文：5 號(hào)宋體

4.紙張:１6 開(20cm×2６.5ｃm)5.版芯 上距：2cm 下距：2cm 左距:2.8ｃｍ 右距:２．8cｍ 說(shuō)明: 1、“年級(jí)專業(yè)班”可填寫為“00 電子 1 班",表示 2000 級(jí)電子工程專業(yè)第１班.２、實(shí)驗(yàn)成績(jī)可按五級(jí)記分制（即優(yōu)、良、中、及格、不及格)，或者百分制記載，若需要將實(shí)驗(yàn)成績(jī)加入對(duì)應(yīng)課程總成績(jī)得，則五級(jí)記分應(yīng)轉(zhuǎn)換為百分制。

第三篇：仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告

仿真軟件實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)名稱：基于電滲流的微通道門進(jìn)樣的數(shù)值模擬

實(shí)驗(yàn)日期：2013.9.4一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、對(duì)建模及仿真技術(shù)初步了解

2、學(xué)習(xí)并掌握Comsol Multiphysics的使用方法

3、了解電滲進(jìn)樣原理并進(jìn)行數(shù)值模擬

4、運(yùn)用Comsol Multiphysics建立多場(chǎng)耦合模型，加深對(duì)多耦合場(chǎng)的認(rèn)識(shí)

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)，Comsol Multiphysics 3.5a軟件。

三、實(shí)驗(yàn)步驟

1、建立多物理場(chǎng)操作平臺(tái)

打開軟件，模型導(dǎo)航窗口，“新增”菜單欄，點(diǎn)擊“多物理場(chǎng)”，依次新增：“微機(jī)電系統(tǒng)模塊/微流/斯 托 克 斯 流（mmglf）”

“ACDC模塊/靜態(tài)，電/傳導(dǎo)介質(zhì)DC（emdc）”

“微 機(jī) 電 系 統(tǒng) 模 塊/微流/電動(dòng)流（chekf）”

2、建立求解域

工作界面繪制矩形，參數(shù)設(shè)置：寬度6e-5，高度3e-6，中心（0,0）。復(fù)制該矩形，旋轉(zhuǎn)90°。兩矩形取聯(lián)集，消除內(nèi)部邊界。5和9兩端點(diǎn)取圓角，半徑1e-6。求解域建立完畢。

3、網(wǎng)格劃分

菜單欄，網(wǎng)格，自由網(wǎng)格參數(shù)，通常網(wǎng)格尺寸，最大單元尺寸：4e-7。

4、設(shè)置求解域參數(shù)

求解域模式中，斯托克斯流和傳導(dǎo)介質(zhì)物理場(chǎng)下參數(shù)無(wú)需改動(dòng)，電動(dòng)流物理場(chǎng)下，D各向同性，擴(kuò)散系數(shù)1e-8，遷移率2e-11，x速度u，y速度v，勢(shì)

能V。

5、設(shè)置邊界條件

mmglf—入口1和7邊界“進(jìn)口/層流流進(jìn)/0.00005”

出口5和12邊界“出口/壓力，粘滯應(yīng)力/0”；

emdc—入口1和7邊界“電位能/10V”

出口5和12邊界“接地”

其余邊界“電絕緣”；

chekf—入口1“濃度/1”，7“濃度/0”

出口5和12“通量/向內(nèi)通量-nmflux_c_chekf”

其余邊界“絕緣/對(duì)稱”。

6、樣品預(yù)置

（1）求解器參數(shù)默認(rèn)為穩(wěn)態(tài)求解器，不用修改。

（2）求解器管理器設(shè)置求解模式：初始值/初始值表達(dá)式，點(diǎn)變量值不可解和線

性化/從初始值使用設(shè)定。

（3）首先求解流體，對(duì)斯托克斯流求解，觀察求解結(jié)果，用速度場(chǎng)表示。

（4）再求解電場(chǎng)，改變求解模式，點(diǎn)變量值不可解和線性化/當(dāng)前解，對(duì)傳導(dǎo)介

質(zhì)DC求解，觀察求解結(jié)果，用電位能表示。

（5）再求解電動(dòng)流，不改變求解模式，觀察求解結(jié)果，用電動(dòng)流濃度表示。

7、樣品上樣

（1）改變emdc進(jìn)口，邊界7電位能由10改為3。對(duì)傳導(dǎo)介質(zhì)DC求解，結(jié)果用

電位能表示。

（2）改變chekf進(jìn)口，7邊界改為“通量/向內(nèi)通量-nmflux_c_chekf”

；求解域

中x速度和y速度改為0去除載流作用；求解器設(shè)置改為瞬態(tài)求解器，時(shí)間改為“0:0.00001:0.00001”。求解模式全部使用當(dāng)前解，對(duì)電動(dòng)流求解，結(jié)果用濃度表示。

再求兩次解，完成上樣。

8、分離樣品

（1）改變chefk進(jìn)口，7邊界“濃度/0”，1邊界“濃度/-nmflux_c_chekf”。

（2）改變cmdc進(jìn)口，7邊界“電位能/10”，1邊界“電位能/3”。

（3）重新求解電場(chǎng)。求解模式為初始值表達(dá)式和當(dāng)前解，對(duì)傳到介質(zhì)DC求解，結(jié)果用電位能表示。

（4）樣品分離求解。求解模式全部為當(dāng)前解，對(duì)電動(dòng)流求解，結(jié)果用濃度表示。

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

五、討論

在本次試驗(yàn)中，每一步操作都必須嚴(yán)格正確，而且參數(shù)的把握也一定要

到位，只有對(duì)每一步的設(shè)置做到精確無(wú)誤，才能保證最后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。我在樣品上樣時(shí)一直未能獲得良好的上樣結(jié)果，發(fā)現(xiàn)對(duì)瞬態(tài)求解器的時(shí)間比例進(jìn)行修改，可以獲得良好上樣結(jié)果，同時(shí)，在樣品分離改變chefk左進(jìn)口濃度時(shí)發(fā)現(xiàn)修改數(shù)值導(dǎo)致結(jié)果錯(cuò)誤，遂未修改濃度，得到了正確結(jié)果。因此，一定要在實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)參數(shù)正確設(shè)置。

通過(guò)對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，及本次試驗(yàn)，我體會(huì)到仿真技術(shù)對(duì)于實(shí)驗(yàn)的幫助非常巨大，使得實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的許多實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬直接完成，節(jié)省了資源消耗，并極大地提高了實(shí)驗(yàn)效率。本課程的學(xué)習(xí)也讓我了解到了仿真及建模技術(shù)的要領(lǐng)。我也基本掌握了Comsol Multiphysics

這款軟件，我相信在今后我會(huì)將我對(duì)本課程的學(xué)習(xí)運(yùn)用到實(shí)際中。

第四篇：物流建模與仿真

一、請(qǐng)簡(jiǎn)述對(duì)建模與仿真的認(rèn)知（300字）

通過(guò)這學(xué)期對(duì)物流建模與仿真的學(xué)習(xí)，讓我認(rèn)識(shí)到了物流系統(tǒng)建模與仿真對(duì)現(xiàn)實(shí)當(dāng)中物流的重要性。物流系統(tǒng)建模與仿真是現(xiàn)代物流中的助力，能很大程度的減少物流當(dāng)中的成本和可能出現(xiàn)的問(wèn)題。

隨著現(xiàn)代物流理論和實(shí)踐迅速的發(fā)展，所提出的研究問(wèn)題日益復(fù)雜，非確定因素、模糊因素眾多，因果關(guān)系復(fù)雜，單獨(dú)應(yīng)用數(shù)學(xué)方法就難以進(jìn)行描述或很難求解且有時(shí)無(wú)法求解，使得我們的研究需要采用計(jì)算機(jī)仿真的方法來(lái)輔助解決。而物流系統(tǒng)建模與仿真也是在與時(shí)俱進(jìn)，當(dāng)下的物流系統(tǒng)建模與仿真則是盡可能的確定現(xiàn)實(shí)中對(duì)其相關(guān)的因素利用仿真軟件模擬和計(jì)算物流活動(dòng)。以達(dá)到減少在物流活動(dòng)中不必要的損失和時(shí)間。

例如：生產(chǎn)物流系統(tǒng)、倉(cāng)庫(kù)物流、車間物流、供應(yīng)鏈物流、物流中心業(yè)務(wù)流程、港口集裝箱堆場(chǎng)場(chǎng)橋作業(yè)調(diào)度、汽車滾裝碼頭物流等物流系統(tǒng)的建模與仿真。這其中能節(jié)省大量的時(shí)間或者成本。所以，物流系統(tǒng)建模與仿真是現(xiàn)代物流運(yùn)營(yíng)和進(jìn)一步發(fā)展的必不可少的一項(xiàng)至關(guān)重要的技術(shù)。

二、這門課學(xué)到了哪些知識(shí)與技能（200字）

經(jīng)過(guò)一學(xué)期的學(xué)習(xí)和對(duì)這門課的深入了解，讓我對(duì)這門課獲益良多。不僅學(xué)到了豐富的理論知識(shí)，還有大量的電腦實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。例如:銀行排隊(duì)系統(tǒng)模型—通過(guò)不斷的添加和設(shè)置變量讓整個(gè)系統(tǒng)更加完善和貼近現(xiàn)實(shí)。還有物流配送作業(yè)系統(tǒng)---通過(guò)兩個(gè)物流中心對(duì)周邊物流點(diǎn)的進(jìn)行運(yùn)送作業(yè)，利用物流系統(tǒng)仿真軟件anyloca將物流點(diǎn)、配送中心、GIS 地圖、配送人員、配送車輛等變量一一建立起來(lái)，得到的就是兩個(gè)物流中心對(duì)周邊物流點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)的動(dòng)態(tài)圖，通過(guò)加速時(shí)間再進(jìn)行數(shù)據(jù)分析就可以得到相關(guān)數(shù)據(jù)，然后可以通過(guò)數(shù)據(jù)的反饋進(jìn)行修改的到一個(gè)合理物流配送方案，以達(dá)到節(jié)省時(shí)間和成本的目的。還有用于數(shù)據(jù)分析、矩陣運(yùn)算等相關(guān)計(jì)算的matlab軟件。這是一款功能強(qiáng)大的軟件，matlab可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語(yǔ)言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、圖像處理、信號(hào)檢測(cè)、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。

三、所學(xué)到的知識(shí)和技能可以應(yīng)用到哪些方面，請(qǐng)選一項(xiàng)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明（500字）

通過(guò)學(xué)習(xí)物流系統(tǒng)建模與仿真和matlab軟件可以應(yīng)用到很多領(lǐng)域。比如物流系統(tǒng)建模與仿真可以應(yīng)用到生產(chǎn)物流系統(tǒng)、倉(cāng)庫(kù)物流、車間物流、供應(yīng)鏈物流、物流中心業(yè)務(wù)流程、港口集裝箱堆場(chǎng)場(chǎng)橋作業(yè)調(diào)度、汽車滾裝碼頭物流等物流系統(tǒng)的建模與仿真。這其中能節(jié)省大量的時(shí)間或者成本。Matlab可以數(shù)值分析、數(shù)值和符號(hào)計(jì)算、工程與科學(xué)繪圖、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真、數(shù)字圖像處理技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真、財(cái)務(wù)與金融工程、管理與調(diào)度優(yōu)化計(jì)算等。

例如：生產(chǎn)物流系統(tǒng)的重構(gòu)---在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，產(chǎn)品生產(chǎn)的90%的時(shí)間都用于儲(chǔ)存、裝卸、搬運(yùn)等流轉(zhuǎn)過(guò)程中。這些物流活動(dòng)嚴(yán)重牽制了整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。因此，生產(chǎn)物流系統(tǒng)的重構(gòu)是企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)重構(gòu)的關(guān)鍵。而要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)物流的重構(gòu)，主要是尋找物流資源進(jìn)行科學(xué)控制和調(diào)度的方法。對(duì)物流的控制問(wèn)題，常見的數(shù)學(xué)方法有兩種：一時(shí)數(shù)學(xué)規(guī)劃，但對(duì)于物流系統(tǒng)這樣龐大、復(fù)雜且隨機(jī)性強(qiáng)的系統(tǒng)建立一個(gè)完備的數(shù)學(xué)模型幾乎是不可能的；另一種是把工作的流動(dòng)認(rèn)為是無(wú)計(jì)劃的其決策則完全根據(jù)系統(tǒng)單循環(huán)idea狀態(tài)并利用啟發(fā)式調(diào)度規(guī)則來(lái)確定，但缺乏理論基礎(chǔ)。我們可以考慮將物流控制系統(tǒng)獨(dú)立起來(lái)并將計(jì)劃調(diào)度作用于控制系統(tǒng)，即在計(jì)劃調(diào)度層就保證其最終解的理論性，并利用仿真的手段來(lái)驗(yàn)證調(diào)度方案。在這一思想的指導(dǎo)下，有關(guān)學(xué)者提出了一種基于時(shí)間的任務(wù)隊(duì)列方法而建立的面向可重構(gòu)生產(chǎn)物流系統(tǒng)仿真平臺(tái)，在物流資源重構(gòu)和電鍍策略的基礎(chǔ)上分析各種物流方案的性能，為生產(chǎn)物流重構(gòu)提出了有效的解決途徑。

第五篇：動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告四旋翼仿真

動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模仿真

實(shí)驗(yàn)報(bào)告（2）

四旋翼飛行器仿真

2012

1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

基于Simulink建立四旋翼飛行器的懸?？刂苹芈?，實(shí)現(xiàn)飛行器的懸停控制；

建立UI界面，能夠輸入?yún)?shù)并繪制運(yùn)動(dòng)軌跡；

基于VR

Toolbox建立3D動(dòng)畫場(chǎng)景，能夠模擬飛行器的運(yùn)動(dòng)軌跡。

2實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)在Matlab

環(huán)境中對(duì)四旋翼飛行器進(jìn)行系統(tǒng)建模，使掌握以下內(nèi)容：

四旋翼飛行器的建模和控制方法

在Matlab下快速建立虛擬可視化環(huán)境的方法。

3實(shí)驗(yàn)器材

硬件：PC機(jī)。

工具軟件：操作系統(tǒng)：Windows系列；軟件工具：MATLAB及simulink。

4實(shí)驗(yàn)原理

4.1四旋翼飛行器

四旋翼飛行器通過(guò)四個(gè)螺旋槳產(chǎn)生的升力實(shí)現(xiàn)飛行，原理與直升機(jī)類似。

四個(gè)旋翼位于一個(gè)幾何對(duì)稱的十字支架前，后，左，右四端，如圖

所示。旋翼由電機(jī)控制；整個(gè)飛行器依靠改變每個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)飛行姿態(tài)控制。

圖1四旋翼飛行器旋轉(zhuǎn)方向示意圖

在圖

中，前端旋翼

和后端旋翼

逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，而左端旋翼

和右端的旋翼

順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，以平衡旋翼旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的反扭轉(zhuǎn)矩。

由此可知，懸停時(shí)，四只旋翼的轉(zhuǎn)速應(yīng)該相等，以相互抵消反扭力矩；同時(shí)等量地增大或減小四只旋翼的轉(zhuǎn)速，會(huì)引起上升或下降運(yùn)動(dòng)；增大某一只旋翼的轉(zhuǎn)速，同時(shí)等量地減小同組另一只旋翼的轉(zhuǎn)速，則產(chǎn)生俯仰、橫滾運(yùn)動(dòng)；增大某一組旋翼的轉(zhuǎn)速，同時(shí)等量減小另一組旋翼的轉(zhuǎn)速，將產(chǎn)生偏航運(yùn)動(dòng)。

4.2建模分析

四旋翼飛行器受力分析,如圖

所示

圖2四旋翼飛行器受力分析示意圖

旋翼機(jī)體所受外力和力矩為：

重力mg,機(jī)體受到重力沿方向；

四個(gè)旋翼旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的升力

(i=

1,2,3,4)，旋翼升力沿方向；

旋翼旋轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩

(i=

1,2,3,4)。垂直于葉片的旋翼平面，與旋轉(zhuǎn)矢量相反。

力模型為：，旋翼通過(guò)螺旋槳產(chǎn)生升力。是電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)力系數(shù)，可取，為電機(jī)轉(zhuǎn)速。旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩Mi(i=1,2,3,4)，力矩Mi的旋向依據(jù)右手定則確定。力矩模型為，其中是電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)力系數(shù)，可取為電機(jī)轉(zhuǎn)速。當(dāng)給定期望轉(zhuǎn)速后，電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才能達(dá)到。實(shí)際轉(zhuǎn)速與期望轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系為一階延遲：響應(yīng)延遲時(shí)間可取0.05s(即)。期望轉(zhuǎn)速則需要限制在電機(jī)的最小轉(zhuǎn)速和最大轉(zhuǎn)速之間，范圍可分取[1200rpm，7800rpm]。

飛行器受到外界力和力矩的作用，形成線運(yùn)動(dòng)和角運(yùn)動(dòng)。線運(yùn)動(dòng)由合外力引起，符合牛頓第二定律：

r為飛機(jī)的位置矢量。

角運(yùn)動(dòng)由合力矩引起。四旋翼飛行器所受力矩來(lái)源于兩個(gè)方面：1）旋翼升力作用于質(zhì)心產(chǎn)生的力矩；2）旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力矩。角運(yùn)動(dòng)方程如下式所示。其中，L

為旋翼中心建立飛行器質(zhì)心的距離，I

為慣量矩陣。

4.3控制回路設(shè)計(jì)

控制回路包括內(nèi)外兩層。外回路由Position

Control

模塊實(shí)現(xiàn)。輸入為位置誤差，輸出為期望的滾轉(zhuǎn)、俯仰和偏航角。內(nèi)回路由Attitude

Control

模塊實(shí)現(xiàn)，輸入為期望姿態(tài)角，輸出為期望轉(zhuǎn)速。Motor

Dynamics

模塊模擬電機(jī)特性，輸入為期望轉(zhuǎn)速，輸出為力和力矩。Rigid

Body

Dynamics

是被控對(duì)象，模擬四旋翼飛行器的運(yùn)動(dòng)特性。

圖3包含內(nèi)外兩個(gè)控制回路的控制結(jié)構(gòu)

（1）內(nèi)回路：姿態(tài)控制回路

對(duì)四旋翼飛行器，我們唯一可用的控制手段就是四個(gè)旋翼的轉(zhuǎn)速。因此，這里首先對(duì)轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的作用進(jìn)行分析。假設(shè)我們希望旋翼1的轉(zhuǎn)速達(dá)到，那么它的效果可分解成以下幾個(gè)分量：

：使飛行器保持懸停的轉(zhuǎn)速分量；

：除懸停所需之外，產(chǎn)生沿ZB軸的凈力；

：使飛行器負(fù)向偏轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速分量；

：使飛行器正向偏航的轉(zhuǎn)速分量；

因此，可以將期望轉(zhuǎn)速寫成幾個(gè)分量的線性組合：

其它幾個(gè)旋翼也可進(jìn)行類似分析，最終得到：

在懸浮狀態(tài)下，四個(gè)旋翼共同的升力應(yīng)抵消重力，因此：

此時(shí)，可以把旋翼角速度分成幾個(gè)部分分別控制，通過(guò)“比例-微分”控制律建立如下公式：

綜合以上三式可得到期望姿態(tài)角-期望轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，即內(nèi)回路。

外回路：位置控制回路

外回路采用以下控制方式：通過(guò)位置偏差計(jì)算控制信號(hào)（加速度）；建立控制信號(hào)與姿態(tài)角之間的幾何關(guān)系；得到期望姿態(tài)角，作為內(nèi)回路的輸入。期望位置記為?？赏ㄟ^(guò)PID

控制器計(jì)算控制信號(hào)：

是目標(biāo)懸停位置是我們的目標(biāo)懸停位置(i=1,2,3)，是期望加速度，即控制信號(hào)。注意：懸停狀態(tài)下線速度和加速度均為0，即。

通過(guò)俯仰角和滾轉(zhuǎn)角控制飛行器在XW和YW平面上的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)控制偏航角，通過(guò)控制飛行器在ZB軸上的運(yùn)動(dòng)?？傻茫?/p>

根據(jù)上式可按照以下原則進(jìn)行線性化：

（1）將俯仰角、滾轉(zhuǎn)角的變化作為小擾動(dòng)分量，有，，（2）偏航角不變，有，其中初始偏航角，為期望偏航角（3）在懸停的穩(wěn)態(tài)附近，有

根據(jù)以上原則線性化后，可得到控制信號(hào)（期望加速度）與期望姿態(tài)角之間的關(guān)系：

則內(nèi)回路的輸入為：

5實(shí)驗(yàn)步驟與結(jié)果

（1）

根據(jù)控制回路的結(jié)構(gòu)建立simulink模型；

（2）

為了便于對(duì)控制回路進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，利用Matlab軟件為四旋翼飛行器創(chuàng)建GUI參數(shù)界面；

（3）

利用Matlab的VR

Toolbox建立四旋翼飛行器的動(dòng)畫場(chǎng)景

（4）

根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，搭建Simulink模塊以實(shí)現(xiàn)模擬飛行器在指定位置的懸停。使用默認(rèn)數(shù)據(jù)，此時(shí)xdes=3，ydes=4，zdes=5，開始仿真，可以得到運(yùn)動(dòng)軌跡x、y、z的響應(yīng)函數(shù)，同時(shí)可以得到在xyz坐標(biāo)中的空間運(yùn)動(dòng)軌跡。然后點(diǎn)擊GUI中的VR按鈕使simulink的工作空間中載入系統(tǒng)仿真所需的參數(shù)，把x、y、z的運(yùn)動(dòng)軌跡和Roll，Pitch，Yaw輸入至VR中的模擬飛行器中，觀察飛行器的運(yùn)動(dòng)軌跡和運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，然后再使用一組新的參數(shù)xdes=-8，ydes=3，zdes=6進(jìn)行四旋翼飛行器運(yùn)動(dòng)進(jìn)行仿真模擬，可以看出仿真結(jié)果和動(dòng)畫場(chǎng)景相吻合。

6實(shí)驗(yàn)總結(jié)與心得

此次MATLAB實(shí)驗(yàn)綜合了SIMULINK、GUI和VR場(chǎng)景等多個(gè)部分，對(duì)四旋翼飛行器運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了仿真模擬。由仿真結(jié)果可以看出，四旋翼飛行器最終位置達(dá)到了期望給定的位置，三個(gè)方向的響應(yīng)曲線最終平穩(wěn)，對(duì)應(yīng)飛行器懸停在期望位置，達(dá)到了控制要求。

本次試驗(yàn)收獲很多，學(xué)習(xí)到了很多知識(shí)，首先是熟悉了SIMULINK由簡(jiǎn)至繁搭建系統(tǒng)的過(guò)程，學(xué)習(xí)了利用VR建立虛擬模型，并在SIMULINK中連接。其次是熟悉了MATLAB

GUI界面的編寫和搭建過(guò)程。Matlab提供了強(qiáng)大的用戶圖形界面，以幫助用戶不必編寫底層程序而直接在軟件包基礎(chǔ)上進(jìn)行自行開發(fā)，這點(diǎn)在諸多軟件中都有所體現(xiàn)。另外通過(guò)實(shí)驗(yàn)，對(duì)四旋翼飛行器的受力分析、模型建立、控制回路設(shè)計(jì)等有了較為細(xì)致的了解。