系统仿真与建模2010课件.pptVIP

机电系统建模与仿真内容提要0-1 1.??? 系统建模与仿真概述 2.??? 模型与建模 3.??? 仿真及其分类 4.??? 仿真研究步骤 5.??? 系统仿真的特点 6.??? 数字仿真程序 机电系统建模与仿真内容提要0-2 7 .采煤机模化试验—实验模型 8.新型掘进工作面临时支架-建模与仿真 9. 液压支架--建模与仿真 10. 专题讲座-----功率键合图法建模 11. 机械系统专题讲座（许步勤教授） 12.作业 机电系统建模与仿真作业 1.举例说明系统建模与仿真的作用和意义. 2.论述系统仿真的类型和特点. 3.以实例说明仿真研究的步骤. 4.结合所学专业,选择课题中的实际机电系统,建立其模型,并进行仿真研究. 电系统建模与仿真概述1-1 ●??? 机电系统三大问题： ①已知输入（激励）和系统特性（动态特性或数学模型）求响应预测问题→仿真； ②已知输入和输出，求系统特性，此为系统识别问题； ③已知输出和系统特性，求输入，此为载荷识别问题； 1. 机电系统建模与仿真概述1-2 系统—分析—综合—检验1-3 ●???? 系统（连续系统＋离散系统）是由 两个以上相互区别、相互作用的单元，有 机地结合起来完成某一功能的综合体，每 一单元也可称为一个子系统，同时它又是 另一大系统的组成部分。系统具有输入、 转换、输出三个要素。 系统—分析—综合—检验1-4 ●???分析　就是在思维活动中，把认识对象的整体分解为部分、特性、因素而加以认识的逻辑方法。 ●???综合　就是在思维活动中，将认识对象的各个部分、特性和因素联系起来作为一个统一整体加以认识的逻辑方法。 ● 检验　就是在思维活动中，将对象分析和综合的结果，按照最佳化的标准加以考查。 3 仿真及其分类---系统仿真3-1 系统仿真是近几十年发展起来的一门综合性学科，它为进行系统的研究、分析、决策、设计，以及对专业人员的培训等提供了一种先进的手段，增强了人们对客观世界内在规律的认识能力，有力地推动了那些过去以定性分析为主的学科向定量化方向发展。在系统研究及人员培训中采用仿真技术，可大大减少费用、缩短周期。仿真技术已广范应用于工程及非工程的广大领域，并取得了巨大的社会及经济效益。 仿真的定义3-2 较为流行的定义是：系统仿真就是建立系统的动态模型并在模型上进行实验（或试验）。这个定义强调了仿真不是直接地对系统或过程进行实验研究，而应建立系统的模型，利用模型对系统进持间接的实验研究。这就是说，伉真是一种实验──广义实验。 　　另一种定义是：仿真是对真实系统或过程在整个运行时间内的模仿。这个定义则突出了仿真是对真实系统或过程的运动规律或信息传递规律在特定条件下的相似再现。 仿真分类---按模型的性质3-3 　　如果采用的是物理模型，则称为物理仿真。比如，在风洞中对飞机模型进行的实验研究就是物理仿真。物理仿真是以物理过程相似、几何尺寸相似及环境条件相似为基础的仿真。如果采用数学模型，则称为数学仿真。它是以综合参量比例及信息传递规律相似为基础的仿真。 物理仿真3-4 　物理仿真的优点是：能最大限度的反映系统的物理本质，具有直观性强及形象化的特点，能将原型中发生的综合过程在模型中全面反映出来，这些复杂过程不是简单的数学方程所能表达的。物理仿真的缺点是：为建造物理模型所需的费用高、周期长、技术复杂；在物理模型上做实验，修改模型的结构及参数困难，实验的限制条件多，较容易受到一些环境条件的干扰。 数学仿真3-5 数学仿真的优点是经济，方便、通用性强。计算机为数学模型的建立与仿真提供了较大的方便与灵活，它实际上是一个“活的数学模型”。所以数学仿真也就是在计算机上对系统的模型进行实验，故常称为计算机仿真。 混合仿真3-6 在对某些系统的研究中，还把数学模型与物理模型或实物联接在一起进行实验，也即将系统的一部分建立数学模型，并放到计算机上，而另一部分构造其物理模型或采用实物，然后将它们联接成系统进行试验，这种形式的仿真称为数学－物理混合仿真或半实物仿真，具有数学与物理仿真的共同优点。 按数学模型的形式分类3-7 　　数学仿真根据数学模型的形式分为连续、离散事件或离散－连续混合仿真。从仿真的角度来讲，由于连续系统模型和离散时间系统模型都可以用一组方程（微分方程或差分方程）来表示，所以对这两种模型所描述系统的仿真，习惯上称为连续系统仿真。对于离散事件系统模型所描述的系统（通常是用逻辑的或数学的关系式，或者是用描述系统进程的流程图来表示）的仿真，称为离散事件系统仿真。显然，对于离散－连续模型所描述系统的仿真，则称为离散－连续系统仿真 按数学仿真采用的计算机分类3-8 用于数学仿真（或计算机仿真）的一套软、硬设备，构成了仿真系统。根据仿真系统