1、一，天空1系統的三要素：實體，屬性，活動2實際系統的模型：通常分為物理模型和數學模型兩種3系統仿真三要素：實際系統、數學模型、計算機4系統仿真有三個基本的活動：模型建立，模型變換，仿真實驗5系統仿真的四大步驟：系統分析，模型構造，模型運行與改進，設計格式仿真結果的輸出6仿真模型的種類劃分：物理仿真，物理仿真，數學物理仿真7 一般常用的數學模型形式有：傳遞函數模型(系統的外部模型)，狀態方程模型(系統的 內部模型)，零極點增益模型，部分分式模型。8求解數值積分法的三種基本方法：歐拉法，梯形法，龍格一庫塔法9仿真過程的三類誤差：初始誤差，舍入誤差，截斷誤差傳遞函數模型與部分分式模型互換 狀態空間模

2、型轉換為傳遞函數模型 狀態空間模型轉換為零極點增益模型 傳遞函數模型轉換為狀態空間模型 傳遞函數模型轉換為零極點增益模型 零極點增益模型轉換為狀態空間模型 零極點增益模型轉換為傳遞函數模型10模型的轉換函數residue：ss2tf:ss2zp:tf2ss:tf2zp:zp2ss:zp2tf:y,x,t=step(sys,t)y,x=step(sys,t) y=step(num,den,t)11階躍響應函數：step(num,den,t)step(A,B,C,D,iu,t) step(Z,P,K,t) step(sys,iu,t)脈沖激勵響應曲線：繪制響應曲線impulse(sys,iu,t)

3、不畫圖，通過函數返回值得到響應的相關數據y,x,t=impulse(sys,t)y,x=impulse(sys,t)y=impulse(num,den,t)任意輸入響應函數：繪制響應曲線impulse(sys,iu,t,x0)不畫圖，通過函數返回值得到響應的相關數據y,x=impulse(sys,u,t,x0)二，簡答1時間，事件，固定增量推進發之間的關系時間步長法：按照時間流逝的順序，一步一步地對系統的活動進行仿真。在整個仿真 過程中，時間步長固定不變事件步長法：是以事件發生的時間為增量，按照事件發生的時間順序，一步一步地對 系統的行為進行仿真，直到預定的時間結束為止。固定增量推進法：選擇適

4、當的時間單位T作為仿真鐘推進的增量，每推進一步進行如 下處理：該步內若無事件發生，則仿真鐘再推進一個時間單位；若在該步內有若干個事件發 生，則認為這些事件均發生在該步的結束時刻。2系統仿真的基本活動和基本要素之間的關系模型建立：將實際系統抽象為數學模型，此過程也稱為系統辨識。模型變換：通過一些仿真算法將系統的數學模型轉換為仿真模型，以便將模型放到計算 機上進行處理。仿真實驗：通過計算機的運算處理，把實際系統的特點、性能等表示出來，用于指導實 際系統。三，程序填空lecho off %不顯示程序內容clear;clca=4;b=6disp(暫停，請按任意鍵繼續)% disp指令可以用來顯示字符p

5、ause %暫停，直到用戶按任意鍵echo on%顯示程序內容，注意matlab默認是不顯示c=a+b%暫時把控制權交給鍵盤(在命令窗口中出現k提示符,k),%輸入return，回車后退出，繼續執行下面的語句。keyboardd=input(Enter the value of d=);% 提示用戶輸入 d 的值e=a*24+b*8+d*6-cf=e/ddisp(work pause 10 second) % disp指令可以用來顯示字符 pause(10) %暫停 10 秒disp(f) %顯示指定變量的結果，而不顯示變量名稱 echo off 四，編程 1傳遞函數s3 + 7 s2 + 2

6、4 s + 24G (s)=s4 + 10 s3 + 35 s2 + 50 s + 24s3 +1k2 + 30sG(s)=s4 + 9s3 + 452 +87s + 50 num=1 7 24 24; den=1 10 35 50 24; G=tf(num,den)num=1,11,30,0;den=1,9,45,87,50;z,p,k=tf2zp(num,den)2零極點增益模型3部分分式展開s3 + s2 + 4 s + 4num=2,0,9,1;den=1,1,4,4;r,p,k=residue(num,den)并聯 parallel串聯 seriesa,b,c,d=parallel(

7、a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2)%并聯連接兩個狀態空間系統。a,b,c,d=series(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2)%串聯連接兩個狀態空間系統a,b,c,d=parallel(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2,inp1,i np2,out1,out2)% inp 1和inp2分別指定兩系統中要連接在一 起的輸入端編號a,b,c,d=series(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2,out1,in2)%out1和in2分別指定系統1的部分輸出和系統2的部分輸入進行連接num,den=parallel(num1,den1,num2,d

8、en2)%將并聯連接的傳遞函數進行相加num,den=series(num1,den1,num2,den2)%將串聯連接的傳遞函數進行相乘。反饋：feedbacka,b,c,d=feedback(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2)%將兩個系統按反饋方式連接，一般而言， 系統1為對象，系統2為反饋控制器num,den=feedback(num1,den1,num2,den2,sig n)%可以得到類似的連接，只是子系統和閉 環系統均以傳遞函數的形式表示。sign的含 義與前述相同a,b,c,d=feedback(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2,sign )%系統1的

9、所有輸出連接到系統2的輸入， 系統2的所有輸出連接到系統1的輸入,sign 用來指示系統2輸出到系統1輸入的連接符 號，sign缺省時，默認為負，即sign= -1?？?系統的輸入/輸出數等同于系統1。a,b,c,d=feedback(a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2,d2,inp 1,out1)%部分反饋連接，將系統1的指定輸出out1 連接到系統2的輸入，系統2的輸出連接到 系統1的指定輸入inp1，以此構成閉環系統閉環響應開環響應ac,bc,cc,dc=cloop(a,b,c,d,sign) % 通過將所 有的輸出反饋到輸入，從而產生閉環系統的 狀態空間模型。當sign=1時采用

10、正反饋；當 sign= -1時采用負反饋；sign缺省時，默認為 負反饋。ac,bc,cc,dc=cloop(a,b,c,d,outputs,inputs) %表 示將指定的輸出outputs反饋到指定的輸入 inputs，以此構成閉環系統的狀態空間模型。 一般為正反饋，形成負反饋時應在inputs中 采用負值numc,denc=cloop(num,den,sign)%表示由傳遞函數表示的開環系統構成閉環 系統，sign意義與上述相同Forwhile計算從1到100的和求從0到n的和大于100時的最小n值sum=0;for i=1:100 sum=sum+i;endSum,isum=0; j=

11、0;while sum=1y=10elseif x-1&x1y=0elsey=-10endt=-pi:0.1:pi;trigname=input( input trig functions name:) switch trignamecase sinplot(t，sin(t)case cosplot(t，cos(t)otherwisebreak %終止，跳出switch語句end五，應用題1固定增量例 報童每天清晨從報社購進報紙零售，晚上將沒有賣掉的報紙退回.每份報紙的購進價為 1.3元，零售價為2元，退回價為0.2元.報童售出一份報紙賺0.7元，退回一份報紙賠1.1元.報 童每天如果購進的報

12、紙太少，不夠賣時會少賺錢，如果購得太多賣不完時要賠錢.試為報童籌 劃每天應如何確定購進的報紙數使得收益最大.報紙每捆10張，只能整捆購買，報紙可以分 為3種類型的新聞日：好、一般、差，它們的概率分別為0.35,0.45和0.2，在這些新聞日中每 天對報紙的需求分布的統計結果下圖：需求量好新聞的需求概 率一般新聞的需求概率差新聞的需求概率400.030.100.44500.050.180.22600.150.400.16702800.350.080.06900.150.040.001000.070.000.00試確定每天報童應該訂購的報紙數量解：我們通過計算機仿真來解決此問

13、題。最優策略應該是每天的利潤最大。利潤=銷售收入-報紙成本-損失+殘值這是一個隨機現象的計算機仿真問題，故先確定各種情況的隨機數的對應關系。新聞日和需求量對應的隨機數分別如下面兩個表格所示新聞種類出現概率對應的隨機數區間好新聞0.35(0.00,0.35)一般新聞0.450.35,0.80)差新聞0.200.80,1.00)需求量好新聞的隨機數區間一般新聞的隨機數區間差新聞的隨機數區間40(0.00,0.03(0.00,0.10(0.00,0.44500.03,0.08)0.10,0.28)0.44,0.66)600.08,0.23)0.28,0.68)0.66,0.82)700.23,0.4

14、3)0.68,0.88)0.82,0.94)800.43,0.78)0.880.96)0.94,1.00)900.78,0.93)0.96,1.00)1000.93,1.00計算機仿真的流程：1）令每天的報紙訂購數變化，40-100 ；2）讓時間從1開始變化（循環）到365；3）產生新聞種類的隨機數，確定當天的新聞類型;4）產生需求量隨機數，確定當天的報紙需求量；5）計算當天的收入，計算累積利潤，8）比較得出最優定貨量具體的計算由Matlab編程計算實現。elseif x2(i)0.78x1=rand(365,1);news=80;x2=rand(365,1);elseif x2(i)0.93

15、for n=4:10news=90; elsepaper=n*10;購頭的報紙里news=100; endlr(n)=0;利潤elseif x1(i)0.8for i=1:365if x2(i)0.10if x1(i)0.35news=40;if x2(i)0.03elseif x2(i)0.28news=40;news=50;elseif x2(i)0.08elseif x2(i)0.88news=50;news=60;elseif x2(i)0.23elseif x2(i)0.88news=60;news=70;elseif x2(i)0.43elseif x2(i)0.98news=70

16、;news=80;elseelsenews=90;sale=paper;endremand=0;elseendif x2(i)0.44news=40;lr(n)=lr(n)+2*sale-1.3*paper+0.2*remand;elseif x2(i)0.88endnews=50;endelseif x2(i)0.82optnews=40;最佳量news=60;optmoney=lr(4);最佳利潤elseif x2(i)=optmoneynews=80;optnews=n*10;endoptmoney=sb(n);endendif paper=newsn,lr(n)/365sale=new

17、s;實際銷售量endremand=paper-news;乘。余量optnews,optmoney,optmoney/365Matlab程序經過計算機仿真后得到最優購貨量是每天60份， 平均每天利潤34.4元。例趕火車過程仿真一列火車從A站經過B站開往C站，某人每天趕往B站乘這趟火車。已知火車從A站到B 站運行時間為均值30分鐘、標準差為2分鐘的正態隨機變量.火車大約在下午1點離開A站。離開時刻的頻率分布為出發時刻(T)1： 001： 051： 10頻率這個人到達B站時的頻率分布為到達時刻(T)1:281:301:321： 34頻率0.1用計算機仿真火車開出、

18、火車到達B站、這個人到達B站情況，并給出能趕上火車的仿真結果。引入以下變量：T1火車從A站開出的時刻；T2火車從A站運行到B站所需要的時間;T3此人到達B站的時刻T1（分）0510P （頻率）T1, T2, T3是隨機變量，其概率分布為 x1=0.7, x2=0.9, y1=0.3, y2=0.7, y3=0.9開車時間的仿真測試s1=0; s2=0; s3=0;求概率 0.7 0.2 0.1 x=rand(10000,1);for i=1:10000if x(i)0.9s3=s3+1;endends1/10000, 1-s1/10000-s3/10000,s3/10000人到達時刻仿真測試T2 （分）28303234P（頻率）030-40-20-1s1=0; s2=0; s3=0;s4=0;x=rand(10000,1);for i=1:10000if x(i)0.3s1=s1+1;elseif x(i)0.7s2=s2+1;elseif x(i)0.9s3=s3+1;elses4=s4+1;endendends1/10000, s2/10000,s3/10000,s4/10000火車運行時