通信系统建模与仿真

通信系统建模与仿真（精选8篇）

通信系统建模与仿真 篇1

题目：

Matlab/Simulink通信

系统建模与仿真

班级：

2008级电子（X）班

学号：

姓名：

电子信息课程设计

Matlab/Simulink通信系统建模与仿真

一、设计目的：学习Matlab/Simulink的功能及基本用法，对给定系统进行建模与仿真。

二、基本知识：Simulink是用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，依托于MATLAB丰富的仿真资源，可应用于任何使用数学方式进行描述的动态系统，其最大优点是易学、易用，只需用鼠标拖动模块框图就能迅速建立起系统的框图模型。

三、设计内容：

1、基本练习：

（1）

启动SIMULINK：先启动MATLAB，在命令窗口中键入：simulink，回车；或点击窗口上的SIMULINK图标按钮。

图（1）建立simulink

（2）

点击File＼new＼Model或白纸图标，打开一个创建新模型的窗口。

（3）

移动模块到新建的窗口，并按需要排布。

（4）

连接模块：将光标指向起始模块的输出口，光标变为“+”，然后拖动鼠标到目标模块的输入口；或者，先单击起始模块，按下Ctrl键再单击目标模块。

（5）

在连线中插入模块：只需将模块拖动到连线上。

（6）

连线的分支与改变：用鼠标单击要分支的连线，光标变为“+”，然后拖动到目标模块；单击并拖动连线可改变连线的路径。

（7）

信号的组合：用Mux模块可将多个标量信号组合成一个失量信号，送到另一模块（如示波器Scope）。

（8）

生成标签信号：双击需要加入标签的信号线，会出现标签编辑框，键入标签文本即可。或点击Edit＼Signal

Properties。传递：选择信号线并双击，在标签编辑框中键入<>，并在该尖括号内键入信号标签即可。

四、建立模型

1.建立仿真模型

（1）在simulink

library

browser中查找元器件，并放置在创建的新模型的窗口中，连接元器件，得到如下的仿真模型。

图（2）调幅解调器性能测试仿真模型

（2）分别双击双边带相干解调模块和低通滤波器模块，弹出如下的对话框，进行相应的参数设置。

（3）相干解调模块载波设置为1MHZ，初相位为-pi/2,低通滤波器截止频率为6000HZ。

图（3）双边带相干解调模块及低通滤波器的设置对话框

（4）在MATLAB中输入如下程序进行仿真。

%

ch5problem1.m

SNR_in_dB=-10:2:30;

SNR_in=10.^(SNR_in_dB./10);

%

信道信噪比

m_a=0.3;

%

调制度

P=0.5+(m_a^2)/4;

%

信号功率

for

k=1:length(SNR_in)

sigma2=P/SNR_in(k);

%

计算信道噪声方差并送入仿真模型

sim(＇ch5problem1.mdl＇)

;

%

执行仿真

SNRdemod(k,:)=SNR_out;

%

记录仿真结果

end

plot(SNR_in_dB,SNRdemod);

xlabel(＇输入信噪比

dB＇);

ylabel(＇解调输出信噪比

dB＇);

legend(＇包络检波＇,＇相干解调＇);

执行程序之后，得出仿真结果如下图所示。图中给出了不同输入信噪比下两种解调器输出的信噪比曲线。从图中可见，高输入信噪比情况下，相干解调方法下的输出解调信噪比大致比包络检波法好3dB左右，但是在低输入信噪比情况下，包络检波输出信号质量急剧下降，这样我们就通过仿真验证了包络检波的门限效应。

图（4）解调信噪比仿真结果

同时在仿真中给出了三路解调输出信号的波形，如下，从解调输出的波形上也可以看出，在相同噪声传输条件下，包络检波输出的正弦波幅度较小，也即包络检波的解调增益较相干解调要小。

图（5）仿真输出的解调信号波形

2建立另一个仿真模型

（1）

在图（2）的基础上加上一个锁相环，构成锁相环相干解调器模型，如下。

图（6）锁相环提取载波的相干解调仿真模型

（2）

用类似于对图（2）进行仿真的程序进行仿真，程序如下

%

ch5problem1progB.m

SNR_in_dB=-10:2:30;

SNR_in=10.^(SNR_in_dB./10);

%

信道信噪比

m_a=0.3;

%

调制度

P=0.5+(m_a^2)/4;

%

信号功率

for

k=1:length(SNR_in)

sigma2=P/SNR_in(k);

%

计算信道噪声方差并送入仿真模型

sim(＇

ch5problem1progB.mdl＇);

%

执行仿真

SNRdemod(k,:)=SNR_out;

%

记录仿真结果

end

plot(SNR_in_dB,SNRdemod);

xlabel(＇输入信噪比

dB＇);

ylabel(＇解调输出信噪比

dB＇);

legend(＇包络检波＇,＇相干解调＇);

（3）

仿真的波形如下，从结果中可以看出，在低信噪比下，锁相环相干解调器的性能比理想解调模块要差一些，但在实际中由于PLL的门限效应，一般不能达到这里仿真出来的性能曲线。

图（7）锁相环相干解调器的输出信噪比性能对比

（4）

同时给出仿真输出的解调信号波形如下

五．设计总结

借由此次模拟通信系统的建模仿真设计，基本熟悉了调制解调的原理和借条性能的测试方法，通过仿真实验进一步深入理解超外差接收机的工作原理。设计过程中由于对软件的不熟悉遇到了很多的问题，例如，元器件的正确查找，参数设置，等等，在老师的指导下，参照参考书目，及与同学们讨论摸索，及上网搜索，此次学到了很多东西。做完这次课设，对matlab软件也进一步熟悉，真正把理论与实践联系起来，使我所学的专业知识得到了的运用，更深刻的理解了理论知识，理论联系实际的实践操作能力也进一步提高。这次的课程设计，学要我们更进一步的掌握学到的基础知识，加深对软件的掌握，应用，为下一次课程设计打好基础。

【参考文献】

绍玉斌

通信系统建模与仿真 篇2

随着小灵通业务的不断发展, 小灵通网络的覆盖区域在不断扩大。而同时, 用户数量的快速增长对网络承载话务量的能力提出了更高的要求。小灵通应急通信基站车, 就是对网络补盲、疏通区域的高话务量等方面的一个有效通信工程解决方案。

而对于每次有小灵通应急业务支撑任务时, 到底该派几辆应急通信车去执行任务, 派去的应急通信车又要开通多少个临时移动基站能满足服务区现场话务量增加的需求等就成了一个急需解决的工程问题。基于既节约维护成本又能完成通信任务的目的, 设计了一个小灵通应急通信系统网络仿真程序。可以在每次执行任务之前, 先将应急通信车所要服务的区域及周边的基站信息、平时用户话务量、呼损率等信息输入, 然后就可获得该服务区内的固定网络信道数和用户密度等信息, 再根据该服务区的地理范围和可能的用户数量变化, 模拟出该服务区在增加用户后, 还要保证服务质量、呼损率等通信指标基本不下降的要求下, 所需要再增加的信道数。根据此仿真分析结果, 决定派出基站车的数量和基站车所需开通的移动基站数量。这样, 就能够经济合理地利用最少的车辆设备和人员有效地完成工程任务[1,2,3]。

1 系统构架与功能描述

本系统应用Matlab的图形用户接口 (GUI) 功能编写完成, 可以直观地进行小灵通网络环境的分析与参数确定[4]。其主界面如图1所示, 图中标出A1～A5的五个区域分别是:应急服务区周围固定基站天线等信息输入区、应急服务区地理信息输入区、电子地图、原固定PAS网运行情况分析、应急服务区现场通信情况分析。

系统主要由三部分构成:

①应急服务区与其周围固定基站信息输入

系统仿真开始后, 先将所要分析的应急服务区周围已有的固定基站的位置信息、天线参数和信道数等输入, 同时输入应急通信车所要进行服务的区域 (如会场、广场等) 的位置信息。这样, 就可以得到在这一特定服务区内已有的固定网络运行情况。

②对固定网络运行状态的仿真

通过第①部分的输入信息, 可以得到现有的本地固定网络在这一特定服务区域内的总信道数。然后, 根据这一区域平时的移动用户密度 (与区域面积相乘可得到用户数量) 来确定平时移动用户的通话接通率。这一参数还可以作为其后进行移动站加入后网络运行状态仿真分析的通信指标的依据。

③移动基站数量的确定

根据第②部分已有的网络指标 (通话接通率) , 具体确定在服务区内现场用户数 (用户密度) 变化时, 网络的运行状况以及要达到网络指标而需要增加的通信信道数量 (对应天线和基站数) , 这可为开启移动站的数量和调整移动站的发射功率等提供必要的信息。

2 系统建模与设计

2.1 信息输入

①基站及天线信息输入

输入的应急服务区周围每一固定基站及天线的有关信息包括:

基站的名称;基站天线所支持的用于通话的信道数 (其中也包括组控天线) ;天线类型的选择 (可以选择是幅射方向图为圆形或是扇形的天线) ;基站地理坐标信息的输入 (GPS坐标) 。

采用国家规定的高斯-克吕格投影正变换关系, 完成将基站等位置信息的GPS坐标转换为平面坐标并显示在电子地图中。

对于扇形幅射天线, 还应加入另外两个输入信息:

天线幅射中心与正北方向的夹角;天线幅射扇形夹角的大小。

这样就可确定扇形幅射天线的覆盖范围。

②服务区地理位置信息输入及服务区内可用固定基站信道数的计算

根据实际工作情况, 一般要求进行应急通信的环境主要是圆形 (如体育场) 或四边形 (如方形广场) 。本文设计了在这两种不同环境下的实现。其中对圆形场地要求输入以下信息:

圆形场地基本中心位置的GPS坐标;圆形场地的半径。

如果是四边形场地, 则要求输入其四个顶点的GPS坐标。

建立了这样一个模型:如果天线的幅射区全部被所要分析的服务区所包围, 则此基站的所有信道供此服务区内的用户使用。如果天线的幅射区部分地被此服务区包围, 根据服务区内外用户有相同的信道使用权的原则, 则基站信道数的一半提供给服务区内部用户使用, 另一半提供给此服务区外部用户使用。这一原则对圆形和扇形天线皆适用。

最后将两类不同幅射覆盖天线所提供的总的信道数相加, 就可计算出服务区内总的可用信道数。对于四边形服务区有基本相似的处理过程。

经过上面的分析与计算, 可以获得在所要求进行分析的特定服务区内的总的可用固定基站所能提供的信道总数, 其结果在总信道输出框中显示。

2.2 固定网络平常运行情况分析设计

①PAS通信系统的建模[5]

在无线通信中, 用户的主要特性可以描述为以下两个方面:

一是单个用户随机地接入系统, 也就是随机地发出一个呼叫请求。同一个用户的两个连续呼叫请求之间的时间间隔为τ, 服从指数分布。因此对应的概率密度函数为:

Pτ (τ) =λμexp (-λμτ) (1)

其中, λμ是单个用户在单位时间内呼叫请求的平均数 (单位时间呼叫数) 。假设有U个用户, 由任意两个用户发出的两个连续请求之间的时间间隔也服从指数分布, 呼叫请求的平均次数是λ=U·λμ。

二是呼叫周期也是服从指数分布的随机变量, 于是短呼叫比长呼叫发生的次数要多。呼叫周期用s表示, 则s的概率密度函数为:

fs (s) =μexp (-μs) (2)

其中, 1/μ=H是平均呼叫周期 (单位时间) 。

基于这一统计特性, 大量用户可以共享信道中数量较少的信道数。对PAS中的每一基站, 可供其覆盖范围内所有用户使用的信道数为C。根据对用户的统计特性、信道库中可用的信道数等, 可以确定由于缺乏空闲信道而阻塞用户呼叫的概率, 这个概率通常称为阻塞概率, 是网络服务等级的一个重要指标。单个用户的统计特性可以概括在用户产生的话务量Aμ中, 用爱尔兰作单位为:

Aμ=λμH (3)

一个包含U个用户的系统中, 总流入话务量用爱尔兰表示为:

A=UAμ=λH (4)

为了确定网络所提供的用户服务质量, 一个重要的考虑是如何处理呼叫阻塞。有两个基本的处理策略。第一个策略是呼叫清除系统, 第二个策略是呼叫延迟系统。本文应用前者, 因为PAS中这种类型更常见。

因此, 假设阻塞呼叫被清除, 并做以下假设:

呼叫到达是无记忆的。即任何用户, 包括那些被阻塞的用户, 都可以在任何时间内发出呼叫请求。

有某一固定或可变的用户数。

有C个可供使用的信道数。

在这些条件下, 阻塞率可用爱尔兰B公式表示为:

undefined

其中, PB为阻塞率, C为信道数, A为话务量。

在仿真系统设计中, 应用这一无线网络模型来分析与设计网络运行情况。

②网络运行仿真原理

从2.1节的设计中可以计算出在所要分析的服务区内总的可提供给用户的信道数。在控制面板中输入每个用户的平均话务量。要应用爱尔兰公式计算网络的运行情况, 现在比较困难的是确定区域内的用户数量 (也即用户密度) 。根据已有的网络测试数据指标——用户接通率 (阻塞率) , 通过计算来估计平常情况下的服务区内用户密度。

在有了这一服务区内的用户密度后, 就可以算出这一服务区内的总的话务量为:

A= (用户密度×服务区面积) ×

每用户爱尔兰数 (erL./user) (6)

则据爱尔兰公式, 可算出网络的阻塞率PB, 则用户接通率为1-PB。

2.3 服务区内用户数量变化时需要增加的信道数计算

根据网络的通信指标要求, 输入网络接通率指标。也可以根据已有的固定网络在平常运行状态的分析结果——接通率, 将其作为参考, 输入接通率指标值。

接下来, 根据预测的现场用户增加的统计情况, 改变现场用户密度, 则由爱尔兰B式可求出区域内所需要的总信道数。也即在式 (5) 中已知PB和A来求C的值。但从对爱尔兰公式的仿真图中可看到, 在话务量固定时, 阻塞率是信道数的单调函数。所以在实现时, 采用搜索算法。在服务区内用户密度给定后, 服务区内话务量已经固定, 可以将服务区内的信道数从0开始每次加1, 计算不同信道数时网络的接通率, 当接通率达到或接近网络的给定接通率指标时, 则停止增加信道数。这样, 就计算出了现在服务区内所需要的总信道数。然后, 减去固定基站在服务区内所提供的总信道数, 就可算出服务区内要求的网络接通率和用户数量变化的情况下还应再增加的信道数。

3 系统仿真与工程测试

针对在某地区召开的贸易洽谈会的情况, 估计到小灵通用户数到时会急剧增加, 因此决定动用小灵通基站车进行该区域的话务疏通工作。在工程实施之前, 应用本仿真软件做了现场仿真。根据本次会议的规模及参加的人员结构, 判断到时增加的用户数大概是原有用户数的2倍多。将相关数据输入仿真程序进行计算, 得出结果如图2所示。

从仿真结果来看, 要满足会场用户数增加两倍, 并且用户话务量和呼损率等与原来通信情况相比保持不变, 就需要再增加无线信道数66个。根据此结果, 工程实施中决定派出两辆小灵通基站车对该服务区进行覆盖, 两个基站车共开通67个无线信道。

设备开通调试后, 对该区域网络覆盖情况进行了现场测试, 也对新开通的每个基站进行了呼叫跟踪, 结果显示通话效果良好。验证了仿真系统对工程实施的有效指导。

4 结束语

从实践上看, 所设计的网络仿真软件基本满足了工程需求, 对具体的工程实践有很好的指导作用。软件的设计建模切近工程实际, 能准确反映网络运行情况。程序界面友好, 计算迅速。在指导小灵通网络的优化工作中也能发挥良好的作用。

仿真软件虽然可以满足一般工程需要, 但在对通信环境的建模方面并不完善, 例如没有考虑周围复杂的地理环境对天线覆盖区的影响等, 根据工程实践的进一步要求, 可进一步对其功能进行优化与完善。

摘要：应用Matlab语言GUI工具, 建立了小灵通 (PAS) 应急通信系统的工程实施模型。功能包括:建立了小灵通通信系统的统计模型;对应急服务区固定网络通信指标分析;对有应急任务时, 现场通信情况预先模拟, 以确定工程施行过程中应急通信设备数量等的投入;还设计了模拟通信工作环境的电子地图, 以直观地显示通信现场情况等。系统模型的建立为小灵通应急通信任务的高效运行提供了必要的保障。

关键词：应急通信,移动基站,高斯-克吕格投影,呼损率,话务量

参考文献

[1]徐福新.小灵通网络维护与优化[M].北京:电子工业出版社, 2004:76-84.

[2]徐福新.小灵通 (PAS) 个人通信接入系统[M].北京:电子工业出版社, 2003:174-187.

[3]孙宇彤.小灵通无线网络优化[M].北京:人民邮电出版社, 2003:100-140.

[4]王宏.MATLAB6.5及其在信号处理中的应用[M].北京:清华大学出版社, 2004:159-165.

物流系统建模与仿真研究综述 篇3

关键词：物流系统；建模；仿真；研究综述

中图分类号：TP315 文献标识码：A

文章编号：1002-3100(2007)11-0037-03

Abstract: Based on the study of extensive logistics literature, the research subjects, areas, techniques and methodology on the field of modeling and simulation of macroscopical logistics system and microcosmic logistics system are presented, besides, the similarities and differences of the research between macroscopical logistics system and microcosmic logistics system in this realm are pointed out.

Key words: logistics system; modeling; simulation; research overview

随着物流系统变得越来越复杂并且内部关联性越来越强，建模与仿真已经成为检验物流系统及决策是否高效的主要技术之一。在设计一个新的物流系统或对原有系统添加新设备或重新优化时，建模仿真是非常必要的，同时仿真还可以提供直觉的和经验的决策支持。因此，20世纪80年代特别是近十年，越来越多的建模与仿真成功地被应用于对各种类型的物流系统的规划设计和营运管理提供决策信息。

物流模型按照物流系统涉及的领域可分为宏观物流系统模型和微观物流系统模型。在研究过程中，要根据不同的研究对象以及不同的侧重点来选择合适的建模仿真方法来对其进行研究。

1宏观物流系统建模与仿真

1.1宏观物流系统建模与仿真的研究内容

基于建模与仿真的方法对宏观物流系统进行研究主要集中在供应链物流和区域物流这两大方面。

供应链管理是一种为适应市场全球化和客户需求多样化而产生的一种管理技术，它能够有效地协调和控制供应链上物料流、信息流、价值流，保持灵活和稳定的供需关系，使整个供应链上企业效益最大化。为了更好地实施供应链管理技术，研究供应链建模技术，建立相应的供应链运作参考模型以实现供应链的优化是十分必要的。

在有关供应链的研究中，供应链的选择与优化已成为研究重点之一，文献[2]仿真的供应链强调上游及下游企业间的信息共享与相互协作，并根据供应链中不同的信息做出相应的决策。它将整个供应链分为三层结构，即供应商、制造商和销售商，此外还有运输商负责不同层面之间的联系，并通过建模仿真对系统进行优化，提高系统的整体适应能力。

随着电子商务的逐步普及，面向制造企业的传统供应链的结构发生了变化，文献[3]运用优化方法理论从供应链的系统性和整体性视角出发，对此种供应链的结构进行详细的建模和仿真研究，寻找具体的决策优化方法，并探讨了其中的目标函数、约束条件等关键性问题。

文献[4]在分析供应链管理的基础上，提出“一流二网三关系”的供应链建模思想：“一流”指订单信息流；“二网”指物流网和资源网：“三关系”指客户关系、动态关系和集成关系。同时对供应链建模的混合整数规划和统一优化方法论作了阐述，为供应链的建模提供了较为实用的方法。

在二级供应链研究方面，文献[5]研究了服务销售系统的二级供应链模型，是关于设施选址和市场顾客配置的混合整数规划问题。在实例应用中，对奶制品零售分销的供应链问题进行了计算机仿真计算。

区域物流系统是一个复杂的社会子系统，是属于宏观物流系统的，它所涉及的问题是相互联系的，相互融合的。文献[6]分析了区域经济与区域物流的关系，将区域物流系统划分为5个模块：经济增长子构造、人口子构造、消费水平子构造、物流需求子构造、物流能力子构造，并在分析区域物流系统基本因果关系的基础上，建立了区域物流系统动力学模型。

1.2宏观物流系统建模与仿真的技术方法

对宏观物流系统的建模仿真，根据分析系统的侧重点不同研究者所使用的方法主要有Agent法、Petri网法等。

基于Agent的建模方法是一种先进的、有效的力法。用基于Agent的建模方法及其相关技术来研究复杂的供应链系统，可以为研究供应链系统的协调、集成和仿真等难点问题提供一些解决方案。

文献[7]重点讨论了基于Agent的建模理论、技术及其在供应链研究中的应用，并采用该研究成果对某大型水利工程的物资供应链系统进行了建模与仿真的实例研究。

除此之外，文献[2]将Agent技术与仿真技术相结合，提出了用多代理模型仿真供应链的方法，采用多代理系统开发工具JADE设计并实现了一个基于Agent的仿真模型，并成功地对一个供应链进行了仿真。同时，该文还提出了一种以限制控制量变化为目标，用神经网络在线优化控制矩阵R的DMC控制算法。该算法可有效地增大控制系统的鲁棒性，从而提高系统的适应能力。

Petri网模型方法作为一种数学和图形的描述分析工具，能够较好地描述复杂系统中常见的同步、并发、分布、冲突、资源共享等现象，已被广泛用于分布式系统、离散事件系统、柔性制造系统等领域，是进行离散事件动态系统建模、规范分析和设计的有效途径。在供应链物流系统中其应用也非常广泛。

文献[8]应用一般Petri网对供应链系统进行建模；文献[9]应用广义随机Petri网对整个供应链系统进行了建模分析，此Petri网模型可以描述各个供应商、运输商、核心企业、销售商之间的物质、资金、信息的流动关系，并利用Danamics软件对系统进行仿真，根据仿真结果对系统的整体性能进行了分析评估。

文献[10]考察了基于广义随机Petri网的供应链建模与分析技术，将广义随机Petri网（GSPN）的基本理论应用于供应链系统的建模和性能分析，利用GSPN与马尔可夫链的同构关系，采用Petri网与马尔可夫链理论相结合的供应链性能分析方法为供应链性能的有效评估提供了理论依据。

虚拟供应链仿真的基本思想和设计原则在文献[11]中被提出，这种基于有色广义随机Petri网的虚拟供应链仿真方法，可以定义库所、托肯、颜色相应的含义，规定Petri网的初始值设定方法和引发条件。

此外，有学者采用混合整数规划法对服务销售系统的二级供应链模型进行了研究[5]，并设计了适用于这种混合整数规划供应链管理决策的遗传算法。

2微观物流系统建模与仿真

2.1微观物流系统建模与仿真的研究内容

微观物流与宏观物流相对而言，侧重于对局部性的描述。例如，企业物流或者企业的生产物流、供应物流、销售物流、回收物流、废弃物物流等。采用建模与仿真的方法对微观物流系统的研究主要集中在企业物流、配送中心物流、港口物流等几大方面。

对企业物流的研究可以反映企业的整体生产状况，发现和预测生产中的瓶颈和关键路径，优化企业生产运行方案，以达到充分挖掘设备潜力、提高通过能力、降低库存水平、降低能耗、加快资金周转的目的。目前，对企业物流的研究主要集中在对企业生产线物流系统的研究。

文献[12]对某微型汽车厂总装车间的生产物流系统进行分析研究，在此基础上对其建模和仿真，在仿真过程中可以看到主要部件在装配线中所处的位置，能够判断装配各种零件所需要的时间，方便车间管理人员根据生产需求对生产线进行及时的调整。

文献[13]则以某炼钢厂全连铸改造后的生产调度问题为应用背景，研究了此炼钢生产物流系统的仿真建模与仿真运行问题。在此系统现有流程生产物流的输入条件下，分别对设备在正常生产以及正常检修两种不同条件下进行了仿真试验，得出系统正常运行所需的临界条件。

在现代物流系统中，配送中心是集物流、信息流和资金流为一体的流通型节点，是现代物流系统中的重要组成部分。对物流配送中心，特别是配送中心各个子系统的研究也越来越多。

在配送中心的多个子系统中，分拣系统是较为复杂的，同时又是其核心部分。文献[14]对物流分拣系统进行建模，主要对系统中的设备的选择进行研究讨论，着重描述了分拣设备的动态运行过程，以及速度的选择对分拣效率的影响。

文献[15]则是以配送中心的仓储系统为研究对象，建立了其数学模型并研制了计算机仿真软件。在软件平台上，只要给出库存初始参数和出库随机分布就可以清楚地看到库存量的动态变化过程，并预测达到库满或库空所需的时间。

在输送系统研究方面，文献[16]对物流输送系统进行三维动画仿真，在仿真程序中通过对设备参数设定，可以模拟出在这组参数下整个运输系统的繁忙状况及各设备的工作效率，从而对系统的输送能力做出评估。

在物流活动中，科学合理的货物配送路径选择是物流中心在最佳时间选择最佳路径为客户提供最佳服务的有效保证。文献[17]对货物配送最佳路径进行研究，为其建立了一个基于遗传算法的数学模型，并对该模型进行了较为深入的数学处理，给出了智能化配送的路径量化方法。

文献[18]对配送中心的自动化立体仓库可视化问题进行了探讨，采用基于虚拟现实的仿真辅助设计方法，建立了辅助自动化立体仓库设计的可视化仿真的模型，重点论述了辅助自动化立体仓库设计的可视化仿真的设计过程，并以某公司自动化立体仓库设计方案为例，使用该仿真辅助设计软件对方案进行优化调整。

港口作为全球综合运输网络的节点在发展现代物流中扮演着越来越重要的角色，港口逐渐以复合优势实现其现代物流中心的功能。对港口物流系统的研究，特别是集装箱物流港口已经成为物流领域的重要研究内容之一。

集装箱码头的物流系统仿真模型主要是用来评价规划建设中的或正在使用中的集装箱码头在一定设备资源条件下的生产能力、交通状况，同时可以识别系统瓶颈，提出改进策略。文献[19]基于离散事件动态系统理论，建立了集装箱码头物流系统的装卸流程模型和道路交通模型。

文献[20]对集装箱港口生产过程的三维可视化仿真建模及软件实现方法进行了研究，探讨了仿真软件中各个模块的实现方法等问题。通过这种方法可以反映出系统运行的状态，为码头工艺规划、生产过程设备配置等决策性问题提供依据。

文献[21]则对港口铁路运输系统进行研究，根据集装箱码头的生产作业特点，结合排队网络方法对国内某集装箱码头的港口铁路运输系统进行了仿真建模。在仿真模型的基础上，设计了几种不同工况下的模拟方案，通过对各个方案的模拟结果进行分析，得出各种不同的设备配置对港口铁路运输能力的影响情况。

2.2微观物流系统建模与仿真的技术方法

针对微观物流系统的研究对象的特性，学者普遍采用的建模仿真方法有Petri网法、Agent法、马尔可夫链法、遗传算法等。

在Petri网的应用方面，文献[22]针对较为复杂的企业内部物流系统，采用分层有色Petri网进行建模，此方法使得系统的模型清晰并且易于实现模块化，解决了复杂系统的综合和模型可重用性差的问题。有学者[14]则是基于着色Petri网和面向对象相结合的方法对系统进行研究，运用此种方法可以直观地找到系统中的缺陷，通过对系统的修改、调整达到优化的目的。

有学者应用Agent法，提出了一种基于多Agent的制造企业物流系统建模方法[23]，为制造企业实现物流管理提供了一种控制模式。用这种方法对制造企业物流进行建模，较好地解决模拟人对多样性、复杂性问题智能活动的适应能力，此种建模方法适用于对制造企业物流系统等的复杂系统进行研究。

文献[15]将马尔可夫链用于仓储系统的建模，根据系统的马尔可夫性质建立了系统的数学模型，并对其进行仿真，在仿真界面下，根据需求输入不同的参数，运行模型可以直观地得到每个时段的库存状态，经过分析可得到整个仿真期间内库存量的变化规律。

文献[17]则是在对传统算法讨论的基础上提出了一种基于遗传算法的物流路径选择的建模方法，由于遗传算法实行全局并行搜索，搜索空间大，从而易于找到最优解。在实例应用中可以看出，遗传算法应用于物流的建模仿真较好地满足了不同类型的约束要求，能较早地找到满足条件的群体。

在港口物流系统建模仿真方面，文献[19]根据集装箱码头的作业流程，采用Petri网建立了集装箱码头物流系统的动态流程模型，并在离散事件动态系统仿真软件WITNESS的平台上建立了仿真模型。该模型以彩色动画显示，既可观察整个码头的生产动态，又可分析局部位置的作业流程。

文献[24]在港口物流系统仿真领域中，引入了自动建模技术，运用C语言进行软件研制，实现了交互式系统描述与自动建模的基本构造及功能。

针对港口物流系统离散性、随机性的特点以及系统仿真模型场景复杂的问题，文献[20]对基于虚拟环境的集装箱码头三维仿真建模及软件开发进行了研究。在虚拟现实软件基础上进行了二次开发，所研制出的仿真软件CTDSS实现了港口生产过程中实时动画生成及参数控制的功能。

3宏观物流系统与微观物流系统的研究比较

由上文的综述可知，在建模仿真的研究内容层面上来看，宏观物流与微观物流有着各自不同的侧重点，宏观物流以整体性、全局性为着重点，微观物流则侧重考虑系统内部的元素，以局部性的，个别性的物流为研究对象。在建模仿真的研究方法层面上来看，不论是对宏观物流系统还是对微观物流系统，学者们大多数使用的还是普遍的系统建模仿真的研究方法，如排队网络法、Petri网法、Agent法、马尔可夫链法、遗传算法、混合整数规划法等。

参考文献：

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-76.

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通信系统建模与仿真 篇4

对于机器人的动态模型，球的运动模型以及机器人的推球模型中所出现的方程，只需知道了解一下即可，看不懂的也无需深究，编程时可直接使用。

在机器人足球比赛中,机器人的基本行为包括移动和避障两种,基本动作包括射门点球、截球、阻挡、扫球等。需要注意的是避障用的是势场法（仿真机器人中涉及到的势场法，模糊控制等都是是现在人工智能研究的领域，对人工智能或者数学建模感兴趣的同学可以去了解一下，我个人觉得，对于这些方面，理工阅览室提供的资源还是比较丰富的）。基本动作的话论文中讲的比较清晰，只是配的图形不清楚，不过这些图在百度里都可以找到，你们可以根据自己的需要去百度里搜一下。

通信系统建模与仿真 篇5

明

学

院

《电力系统建模及仿真》课程设计

任务书

适用于：电气工程及其自动化专业

（电气工程方向）

自动控制与机械工程学院电子电气教研室

2016年6月

一、课程设计的目的

该课程设计是在完成《电力系统分析》的理论教学之后安排的一个实践教学环节。其目的在于巩固和加深对电力系统潮流和短路电流计算基本原理的理解，学习和掌握应用计算机进行电力系统设计和计算的方法，培养学生独立分析和解决问题的能力。

二、课程设计的基本要求

掌握电力系统等值模型和参数计算，以及潮流和短路计算的基本原理，学会应用计算机计算系统潮流分布和短路电流的方法。

三、课程设计选题原则

该课程设计是根据电力系统分析课程内容，结合实际工程和科研的电力系统网络进行系统的潮流和短路电流计算。

四、课程设计的任务及要求

1、基本要求

（1）用Matlab中Simulink组件的SimPowerSystems工具箱构建设计要求所给的电力系统模型，在所给电力系统中K处选取不同故障类型（三相短路、单相接地短路、两相短路、两相接地短路进行仿真，比较仿真结果，给出自己的结论。（电力系统接线图见附录1，选做一题）

（2）基于Matlab/Simulink，搭建附录2所示电力网络模型，并进行潮流计算。

2、课程设计论文编写要求

纸张A4、要求书写整齐，字数不少于2000字。

（1）封面包括：《电力系统建模与仿真课程设计》总结报告、专业、班级、学号、姓名、指导教师（具体格式附后）

（2）论文包括目录、摘要、正文、参考文献、心得体会等。

要求：画出完整电路图、参数标注清楚；按照具体项目要求，完成仿真内容并记录仿真结果，给出自己的结论。

五、时间分配

1、查阅资料、熟悉Matlab中Simulink组件的SimPowerSystems工具箱（1天）；

2、基于Matlab/Simulink的电力系统短路故障的仿真与分析（3天）；

3、基于Matlab/Simulink的电力系统潮流计算（4天）；

4、完成课程设计报告（1天）；

5、答辩（1天）。

六、考核标准：

1、完成设计过程：20分；

2、完成调试：20分；

3、考勤：10分；

4、答辩：10分；

5、设计报告：40分

注：无仿真结果或无说明书者成绩以不及格记。

七、参考文献

1.于永源，杨绮雯.《电力系统稳态分析》[M]．中国电力出版社，2007.2.王晶，翁国庆，等.《电力系统分析的MATLAB/SIMULINK仿真与应用》.西安电子科技大学出版社.2008.3.刘卫国.《MATLAB程序设计与应用》[M].北京：高等教育出版社，2008.附录1：短路故障分析与计算的电力系统接线图

1、供电系统如图，发电机G1：50MVA、110kV，保持恒定，Y连接；线路L为100km；变压器T为Yn/d接法，SN=10MVA，Uk%=10.5，k=110/11。

2、供电系统如图，发电机G1：25MVA、11kV，保持恒定，Y连接；线路L为50km；变压器T为d/Yn接法，SN=10MVA，Uk%=10.5，k=11/110。、供电系统如图，发电机G1：25kV，Y连接；输电线路L1和L2长度均为100km，L2末端为中心点接地。

4、图示电力系统，发电机G：25MVA、11kV，Y连接；线路L为100km；T1：11/110，SN=20MVA，T2：110/6.3，SN=10MVA，空载运行时M点发生短路故障。

5、发电机G：50MW、13.8kV，保持恒定，Y连接；变压器T-1：13.8/220kv；线路L：100km，负荷LD：5MVA

附录2：电力网潮流计算的电气接线图

附：总结报告封面格式

《电力系统建模及仿真课程设计》

总结报告

雷达电磁环境的联合建模与仿真 篇6

雷达电磁环境的联合建模与仿真

随着雷达灵敏度、精度的提高,对电磁环境的.依赖性也越来越大.首先分析了美军的联合建模与仿真系统(JMASS),指出建立一个综合的、可重用的雷达电磁仿真环境是电子战仿真的关键;重点研究了基于球不变随机过程(SIRP)的K分布杂波模型,以及地面/海面的多路径效应模型;最后建立了雷达电磁环境的模型并进行了仿真.

作 者：张芳 蔡金燕 朱艳辉 ZHANG Fang CAI Jin-yan ZHU Yan-hui  作者单位：张芳,蔡金燕,ZHANG Fang,CAI Jin-yan(军械工程学院,光学与电子工程系,石家庄,050003)

朱艳辉,ZHU Yan-hui(驻5413厂军事代表室,石家庄,050031)

刊 名：装备环境工程  ISTIC英文刊名：EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING 年，卷(期)：2009 6(2) 分类号：V416.5 关键词：雷达   电磁环境   联合建模与仿真   面向对象技术  

通信系统建模与仿真 篇7

关键词：系统工程,系统建模,教学体系,培养方案

0引言

《系统建模与仿真》是南京信息工程大学系统工程专业开设的一门专业核心课程。本课程系统、全面地讲述数学建模与计算机仿真的理论、方法及应用, 使学生对系统的建模和仿真技术有一定的了解和掌握, 并对具体的事件进行分析和仿真实验, 由此能够应用于实际的系统分析中。

通过本课程的学习, 要求学生能够掌握建模与仿真的基本方法和技术及其仿真结果分析方法。能熟练地运用这些方法和技术及MATLAB/Simulink等软件对各类典型的系统进行建模与仿真, 并对仿真结果进行有效地分析。了解建模与仿真的学科前沿, 包括Agent的建模方法, Swarm仿真, Petri网建模方法, 分布建模与仿真。

1课程体系结构

鉴于《系统建模与仿真》课程的特点以及系统工程专业培养目标, 我们提出如图1的与该课程有关的课程教学体系。

与其他专业课程一样, 与《系统建模与仿真》密切相关的课程包括先导课程 (基础课、专业基础课) 以及后续的专业方向课程。基础课主要是高等数学、线性代数和系统工程导论;专业基础课以基础课为基础, 主要为专业课作铺垫和准备。专业方向课主要包括管理信息系统、专家与决策支持系统、现代制造信息系统、企业资源计划、供应链管理、电子商务、物流管理、企业信息化咨询等。所以, 《系统建模与仿真》在整个课程体系中起到了承上启下的作用。这样, 信息系统工程专业的与《系统建模与仿真》密切相关的基础课、专业基础课、专业课以及专业方向课程环环相扣、相辅相成, 共同构成了完整的教学体系。

2课程培养方案

《系统建模与仿真》课程建设本身就是一个系统工程, 为了体现“整体大于局部之和”的系统工程的思想和系统建模与仿真方法在实际应用中的重要性, 我们对课程教材内容做了适当调整和扩展, 并结合实际的应用案例进行分析和讨论, 在此基础上, 安排了一些教学实践环节, 让学生针对具体的应用系统进行建模分析, 最后应用仿真软件或者编写程序进行系统的仿真, 收到了很好的效果。表一是我们制定的《系统建模与仿真》课程培养计划及进度安排。

3结语

南京信息工程大学信息系统工程专业主要培养具备系统工程的基本理论和专业知识, 能在复杂的管理、生产、服务等领域从事信息系统分析与集成、设计与运行、研究与开发、管理与决策等方面的高级工程技术与组织管理的复合型人才。本专业开设的《系统建模与仿真》课程在整个专业的教学工作中起到承上启下的至关重要的作用。本文介绍了信息系统工程专业中与《系统建模与仿真》课程有关的课程教学体系结构和课程培养方案。在课程教学方案和教学方法上, 笔者作了较为深入的探索与实践, 使学生在学习理论知识的同时, 更加注重将理论知识用于工程实践。实践证明, 该方法在提高课程教学质量、培养学生的综合素质和能力方面, 取得了良好效果。

参考文献

[1]钱学森, 等.论系统工程 (新世纪版) [M].上海:上海交通大学出版社, 2007.

[2]刘思峰, 方志耕, 朱建军, 等.系统建模与仿真[M].科学出版社, 2012.

[3]齐欢, 王小平.系统建模与仿真[M].清华大学出版社, 2013.

通信系统建模与仿真 篇8

关键词：生产系统、建模与仿真、工业工程、Flexsim

【中图分类号】G642.3

1.引言

在项目前期规划、投资平衡分析、生产物流控制、资源分配、作业排序等生产制造领域，计算机仿真发挥了巨大作用，通过建立生产系统模型，采用计算机仿真软件模拟出真实生产运行状态和时间变化规律，对真实生产系统的性能和实际参数进行估计和判断，进而反映出系统运行本质规律，做出建立或改进系统的决策[1-3]。《生产系统建模与仿真》课程是《工业工程》、《系统工程》学科的专业课程，在课程设置上起着连接《基础工业工程学》、《系统工程》、《物流工程》、《现代制造工程》、《仓储规划与设计》等课程的桥梁与纽带作用，因此更强调建模理论与仿真软件的应用。因此，如何结合机械类工业工程专业特点，探索《生产系统建模与仿真》的教学实践和教学方法是一个很有意义的课题。

本文分析了《生产系统建模与仿真》课程建设现状，结合重庆理工大学工业工程专业学生实际特点，提出面向实验和应用的《生产系统建模与仿真》课程教学的改革方法，以制造业生产和物流主要研究对象，探讨了教学改革的措施与教学方法。

2.《生产系统建模与仿真》课程教材及现状

生产系统的多样性和复杂性，使其很难通过建立物理模型或采用实验的方法对其进行检验和评价，因此，借助软件和计算机技术模拟生产系统环境可节约成本，对未知情况进行提前预测。我国大学《生产系统建模与仿真》课程授课对象主体分为两类：一类是机械类工业工程专业学生，一类是管理类专业学生。普遍采用的教材有孙小明：《生产系统建模与仿真》，上海交通大学出版社；张晓萍主编：《物流系统仿真原理与应用》，中国物质出版社；苏春：《制造系统建模与仿真》，机械工业出版社；王亚超、马汉武主编：《生产物流系统建模与仿真》，科学出版社；王道平、张学龙主编：现代物流仿真技术，北京大学出版社。重庆理工大学工业工程系采用教材为王亚超、马汉武主编的《生产物流系统建模与仿真》，其它为参考资料。该教材上篇主讲系统仿真理论，下篇主讲基于Witness系统建模与仿真实例分析[4]。借助工业工程系正版Witness软件，该课程对学生了解生产计划、物流运行情况有很直观的认识。但该教材也存在明显的缺点。

3.教学改革措施及方法

通过与学生沟通、调研和实践，认为《生产系统建模与仿真》课程可从优化教学内容，加强实验环节、以应用为导向、举一反三，建立以培养知识 （Knowledge）、能力（Ability）、素质（Quality）三位一体的高级应用型专门人才为目标的开放性教学系统等几个方面开展教学改革。

（1）优化教学内容

根据学时设置不同，将授课理论内容重点集中在生产系统、离散事件系统仿真、加工系统、排队系统、系统仿真的概率统计知识等方面。理论教学主要采用讲授和课堂讨论相结合的方式，通过课堂报告和课程论文检验理论教学效果。另一方面，教师结合企业生产实际设计案例，供学生学习和体会。在实验仿真中，教师主要采用引导式教学，启发学生根据约束条件设计系统模型，然后进行仿真，提出改进措施。

（2）加强实验环节、以应用为导向、举一反三

针对本科学生就业实际和知识结果，重点加强实践环节，并应用为导向来设计生产系统仿真模型和案例，仿真模型为工程实际项目或案例，加深理解理论教学知识点，掌握一门系统仿真应用软件。为此，工业工程系在2011年新修订的教学大纲中，增加了实验环节课时量，之前实验课时为8学时，现在增加到16个学时，突出了实验的作用。另外在实验过程中，设计实际生产和制造情境，以应用为导向，将模型举一反三。

（3） 建立以培养知识、能力、素质三位一体的高级应用型专门人才为目标的开放性教学系统

深化教学改革人才培养模式，要根据社会需要和专业自身特点设计人才培养目标。重庆理工大学工业工程专业于2003年开办，结合机械类和理工科大学的特点，工业工程专业人才培养目标可定位为知识（Knowledge）、能力（Ability）、素质（Quality）三位一体的高级应用型人才（KAQ），该人才培养模式的组织样式和运行方式如图2所示[5]。

图2 KAQ人才培养模式路径演化图

基于工业工程KAQ人才培养模式，在《生产系统建模与仿真》课程的教学活动中应拓展相关知识，进行其他各种教育活动，注重知识传授的综合性和拓展性。因此，在教学中强调生产系统建模知识能更广泛的涵盖专业技术、物流、经济管理等领域，实现以基础知识为前提、专业理论为支撑，综合知识为辅助的知识体系，并把该课程教学资料和实验视频上网，建立一套开放教学系统。在能力整合方面强调举一反三、灵活贯通，能根据同一模型针对不同的案例进行整体设计和优化。在素质教育方面，强调能综合利用建模与仿真知识实现专业拓展，打破现有固有成规，利用所学知识完成创造性建模工作和技术发明。

4.结论

《生产系统建模与仿真》涉及计算机、制造系统、数学建模等多方面的理论和知识，具有多学科、多系统相互关联的理论体系。本文分析了重庆理工大学工业工程系《生产系统建模与仿真》课程教学内容，提出了面向实验和应用的教学体系改革思路，以加强实验环节，应用导向，培养KAQ三位一体应用性人才为驱动目标，优化教学内容、结构，锻炼学生实际动手能力，不断激发学生创新意识，最终提升学生的知识水平和综合素质。

参考文献：

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[4] 王亚超，马汉武，陈友玲等. 生产物流系统建模与仿真[M]. 科学出版社，2010，8.