第一篇：adams建模与仿真教程
adams运动仿真教学
起重机的建模和仿真，如下图所示。
1)启动ADAMS 1. 运行ADAMS，选择create a new model; 2. modal name 中命名为lift_mecha; 3. 确认gravity 文本框中是earth normal (-global Y)，units文本框中是MKS;ok 4. 选择setting——working grid，在打开的参数设置中，设置size在X和Y方向均为20 m，spacing在X和Y方向均为1m;ok 5. 通过缩放按钮2)建模
1. 查看左下角的坐标系为XY平面
2. 选择setting——icons下的new size图标单位为1 3. 在工具图标中，选择实体建模按钮中的box按钮4. 设置实体参3.53.数;
，使窗口显示所有栅格，单击F4打开坐标窗口。 On ground Length :12 Height:4 Depth:8 5. 鼠标点击屏幕上中心坐标处，建立基座部分 6. 继续boxNew part Length :3 Height:3 Depth: 3.5 设置完毕，在基座右上角建立座架Mount部件 建立Mount座架部件，设置参数：
7. 左键点击立体视角按钮架到基座中间部位：
，查看模型，座架Mount不在基座中间，调整座
①右键选择主工具箱中的position按钮图标
中的move按钮
②在打开的参数设置对话框中选择Vector，Distance项中输入3m，实现Mount移至基座中间位置
③设置完毕，选择座架实体，移动方向箭头按Z轴方向，Distance项中输入2.25m，完成座架的移动
右键选择座架，在快捷菜单中选择rename，命名为Mount 8. 选择setting—working grid 打开栅格设置对话框，在set location中，选择pick 选择Mount.cm座架质心，并选择X轴和Y轴方向，选择完毕，栅格位于座架中心
选择主工具箱中的视角按钮
，观察视图 将spacing—working grid ，设置spacing中X和Y均为0.5 10. 选择圆柱实体绘图按钮New part Length:10m Radius:1m 选择座架的中心点，点击左侧确定轴肩方向，建立轴肩，单击三维视图按钮，观察视图
，设置参数：
11. 继续圆柱工具① 设置参数： New part Length: 13m Radius: 0.5m ② 选择Mount.cm作为创建点，方向同轴肩，建立悬臂
，绘制悬臂
③ 右键选择新建的悬臂，在快捷菜单中选择part_4——Rename，命名为boom ④选择悬臂，移动方向沿X轴负向，实现悬臂的向左移动：
1)右键选择工具箱中的position按钮中的move按钮
2)在打开的参数对话框中，选择vector，distance中输入2m，点击悬臂，实现移动
⑤ 右键点击实体建模按钮设置圆角半径为1.5m ⑥ 左键选择座架上侧的两条边，点击右键，完成倒角
，在弹出的下一级菜单中选择导圆角工具
，
12. 选择box按钮图标① 设置参数： New part Length : 4.5 Height: 3.0 Depth: 4.0 ② 选择悬臂左侧中心点，命名为bucket，建立铲斗
，创建铲斗
③ 右键选择position按钮下一级按钮move按钮
④ 在打开的参数对话框中，选择vector，distance中输入2.25m，选择铲斗，移动方向沿全部坐标系X轴负方向，实现铲斗的横向移动
⑤ 在主工具箱中，选择三维视图按钮，察看铲斗
⑥ 继续选择move按钮，设置参数中选择vector，distance中输入2.0m，选择铲斗，移动方向沿全部坐标系 Z轴负方向，实现铲斗的纵向移动
⑦ 移动完毕，选择主工具箱中的渲染按钮render，察看三维实体效果，再次选择render按钮，实体图则以线框显示
⑧ 右键点击实体建模按钮，再弹出的下一级按钮中选择倒角工具的参数设置对话框中，设置倒角Width为1.5m， ⑨ 选择铲斗下侧的两条边，完毕单击右键，完成倒角
⑩ 右键选择实体建模工具按钮，再下一级按钮中选择Hollow按钮的参数设置对话框中设置参数Thickness为0.25m 选择铲斗为挖空对象，铲斗上平面为工作平面，完毕点击右键挖空铲斗
，在打开，在打开
3)添加约束
根据图示关系，添加链接 ① 在主工具箱中，选择转动副bod——1 loc和pick feature
，下方的参数设置对话框中，设置参数2 ② 选择基座和座架，然后选择座架中心Mount.cm，旋转轴沿y轴正向，建立座架与基座的转动副
③ 继续用转动副按钮，建立轴肩与座架间的转动副，设置参数为2 bod——1 loc和Normal to grid，选择轴肩和座架，再选择座架中心点，建立转动副 ④ 继续用转动副按钮，建立铲斗与悬臂间的转动副，设置参数为2 bod——1 loc和Normal to grid，选择铲斗与悬臂，再选择铲斗下侧中心点，建立转动副 ⑤ 选择主工具箱中的平动副
，设置参数2 bod——1 loc和pick feature，选择悬臂与轴肩，再选择悬臂中心标记点，移动方向沿X轴正方向，建立悬臂和轴肩间的平动副
⑥ 右键点击窗口右下角的Information 信息按钮，选择约束按钮，观察是否按要求施加约束，关闭信息窗口 ⑦ 检查完毕，选择仿真按钮运动 4)添加运动
① 选择主工具箱中的旋转运动按钮
，右键点击座架中心标记点，在弹出的
，对系统进行仿真，观察系统在重力作用下的选择窗口中，选择JOINT_mount_ground,给座驾与基座的转动副添加转动运动 ② 选择俯视图按钮，观察旋转运动副的箭头图标
③ 右键点击该运动，在弹出的快捷菜单中选择motion_mount_ground——modify在修改对话框中，修改function项为360d*time ④ 重复上述动作，在轴肩和座架之间建立旋转运动Motion_shoulder_ground, ⑤ 右键点击该运动，在弹出的快捷菜单中选择motion_shoulder_ground——modify在修改对话框中，修改function项为-STEP(time,0,0,0.10,30d) ⑥ 重复上述动作，在铲斗和悬臂之间建立旋转运动Motion_bucket_boom ⑦ 设置运动函数为45d*(1-cos(360d*time))
⑧ 右键点击主工具箱中旋转运动按钮，选择下一级平行运动按钮，点击悬臂中心平动副，在悬臂和座架间建立平行运动
⑨ 设置平行运动函数为STEP(time，0.8，0，1，5)
⑩ 选择主工具箱中的仿真按钮，设置仿真参数END Time：1;Steps：100，进行仿真
5)测量和后处理
① 鼠标右键点击铲斗，打开右键快捷键，选择测量measure ② 系统打开参数设置对话框，将Characteristic设置为CM Point，Component 设置为Y,测量Y向位移。
③ 点击Apply，出现空白的测量窗口 ④ 点击总工具箱中测量长度按钮
，测量悬臂左端点与轴肩右端点间的距离
保存文件qizhongji在E：jiben0520053377目录中，推出系统。
其它CAD图与ADAMS软件的接口
1)在solid-edge、solid-working、p-re、UG等三维造型软件中，绘制三维图形，下图所示为装载机的工作装置CAD三维图;
装载机工作装置中包含许多零部件，为简化仿真模型，可以在建立三维图形时，将链接螺栓等非传动件忽略，将其质量添加到相连的传动件上即可，切记：在CAD软件装配图绘制完三维图后，将文件保存为.igs为后缀的格式退出。 2)将三维CAD图形文件调入ADAMS软件
打开ADAMS软件，进入ADAMS界面，进行以下操作：
① 在File菜单，选择Import命令，显示文件输入对话框。
② 在File Type栏，选择输入的CAD文件格式，后缀为.igs格式，显示输入的CAD文件对话框，如上图所示。
③ 在File To Read右边的空框内输入文件名，方法为：鼠标放在空框内，点击右键，选择browse，打开文件浏览对话框，找到已保存的后缀为.igs的文件，双击即可。
④ 在Part Name 栏，输入ADAMS数据库名。
⑤ 选择OK按钮，即可将CAD文件调入ADAMS软件中。
1)点击放大缩小图标示调入的图形;
2)修改个零部件的物理特性：视图在由CAD软件调入ADAMS软件后，其各部件的物理特性丢失，只保留了几何特性，所以，为进行系统仿真，需要对每一个零部件添加材料特性，方法如下：
① 将鼠标放在要修改的零部件上，点击右键，依次选择：浮动菜单的第一项part—modify，打开修改对话框;
，将鼠标放在绘图视窗内，按下左键，移动鼠标，显
② 在category栏选择mass properties;在define mass by栏选择geometry and material type;在material type 栏，输入零件的材料
③ 点击修改对话框下角的show calculated inertia，计算零件的质量和转动惯量等参数;
④ Ok退出，即完成零件的物性修改，其它零件类推。
3)根据前面仿真分析方法对导入后的装载机工作装置进行仿真分析。 4)测量输出起升油缸的作用力，保存文件，退出系统。
第二篇：物流建模与仿真
一、 请简述对建模与仿真的认知(300字)
通过这学期对物流建模与仿真的学习，让我认识到了物流系统建模与仿真对现实当中物流的重要性。物流系统建模与仿真是现代物流中的助力，能很大程度的减少物流当中的成本和可能出现的问题。
随着现代物流理论和实践迅速的发展，所提出的研究问题日益复杂，非确定因素、模糊因素众多，因果关系复杂，单独应用数学方法就难以进行描述或很难求解且有时无法求解，使得我们的研究需要采用计算机仿真的方法来辅助解决。而物流系统建模与仿真也是在与时俱进，当下的物流系统建模与仿真则是尽可能的确定现实中对其相关的因素利用仿真软件模拟和计算物流活动。以达到减少在物流活动中不必要的损失和时间。
例如：生产物流系统、仓库物流、车间物流、供应链物流、物流中心业务流程、港口集装箱堆场场桥作业调度、汽车滚装码头物流等物流系统的建模与仿真。这其中能节省大量的时间或者成本。所以，物流系统建模与仿真是现代物流运营和进一步发展的必不可少的一项至关重要的技术。
二、 这门课学到了哪些知识与技能(200字)
经过一学期的学习和对这门课的深入了解，让我对这门课获益良多。不仅学到了丰富的理论知识，还有大量的电脑实践经验。例如:银行排队系统模型—通过不断的添加和设置变量让整个系统更加完善和贴近现实。还有物流配送作业系统---通过两个物流中心对周边物流点的进行运送作业，利用物流系统仿真软件anyloca将物流点、配送中心、GIS 地图、配送人员、配送车辆等变量一一建立起来，得到的就是两个物流中心对周边物流点进行作业的动态图，通过加速时间再进行数据分析就可以得到相关数据，然后可以通过数据的反馈进行修改的到一个合理物流配送方案，以达到节省时间和成本的目的。还有用于数据分析、矩阵运算等相关计算的matlab软件。这是一款功能强大的软件，matlab可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
三、 所学到的知识和技能可以应用到哪些方面，请选一项进行详细说明(500字)
通过学习物流系统建模与仿真和matlab软件可以应用到很多领域。比如物流系统建模与仿真可以应用到生产物流系统、仓库物流、车间物流、供应链物流、物流中心业务流程、港口集装箱堆场场桥作业调度、汽车滚装码头物流等物流系统的建模与仿真。这其中能节省大量的时间或者成本。Matlab可以数值分析、数值和符号计算、工程与科学绘图、控制系统的设计与仿真、数字图像处理技术、数字信号处理技术、通讯系统设计与仿真、财务与金融工程、管理与调度优化计算等。
例如：生产物流系统的重构--- 在实际生产过程中，产品生产的90%的时间都用于储存、装卸、搬运等流转过程中。这些物流活动严重牵制了整个生产过程。因此，生产物流系统的重构是企业生产系统重构的关键。而要实现生产物流的重构，主要是寻找物流资源进行科学控制和调度的方法。对物流的控制问题，常见的数学方法有两种：一时数学规划，但对于物流系统这样庞大、复杂且随机性强的系统建立一个完备的数学模型几乎是不可能的;另一种是把工作的流动认为是无计划的其决策则完全根据系统单循环idea状态并利用启发式调度规则来确定，但缺乏理论基础。我们可以考虑将物流控制系统独立起来并将计划调度作用于控制系统，即在计划调度层就保证其最终解的理论性，并利用仿真的手段来验证调度方案。在这一思想的指导下，有关学者提出了一种基于时间的任务队列方法而建立的面向可重构生产物流系统仿真平台，在物流资源重构和电镀策略的基础上分析各种物流方案的性能，为生产物流重构提出了有效的解决途径。
第三篇：物流三维建模与仿真
学 生 实 践 报 告
课程名称：物流三维建模与仿真
学生学号：
所属院部：
(文科类)
专业班级：
学生姓名：
商学院 指导教师：
20 ——20 学年 第 学期
金陵科技学院教务处制 实践报告书写要求
实践报告原则上要求学生手写，要求书写工整。若因课程特点需打印的，要遵照以下字体、字号、间距等的具体要求。纸张一律采用A4的纸张。
实践报告书写说明
实践报告中一至四项内容为必填项，包括实践目的和要求;实践环境与条件;实践内容;实践报告。各院部可根据学科特点和实践具体要求增加项目。
填写注意事项
(1)细致观察，及时、准确、如实记录。 (2)准确说明，层次清晰。
(3)尽量采用专用术语来说明事物。
(4)外文、符号、公式要准确，应使用统一规定的名词和符号。 (5)应独立完成实践报告的书写，严禁抄袭、复印，一经发现，以零分论处。
实践报告批改说明
实践报告的批改要及时、认真、仔细，一律用红色笔批改。实践报告的批改成绩采用百分制，具体评分标准由各院部自行制定。
实践报告装订要求
实践报告批改完毕后，任课老师将每门课程的每个实践项目的实践报告以自然班为单位、按学号升序排列，装订成册，并附上一份该门课程的实践大纲。
实践项目名称： 物流三维建模与仿真的基础操作实践学时： 8 同组学生姓名： 实践地点： 实践日期： 实践成绩： 批改教师： 批改时间：
指导教师评阅：
一、实践目的和要求
本课程实践教学的总体目标是在掌握物流系统建模理论知识的基础上，通过物流实验室的taraVRbuilder软件，熟练掌握物流三维建模及仿真过程，并能设计物流系统，为从事相关工作打下坚实的实践基础。
上述总体目标主要由多个具体的阶段性目标组成,遵循由浅入深、循序渐进的教学思路，有计划按步骤地加以落实。“物流三维建模与仿真的基础操作”的实践目的和要求是：
1、熟悉TaraVRbuilder三维建模及仿真软件的操作界面、工具栏和操作风格，掌握利用计算机进行物流系统建模及仿真的方法和程序，并领会三维仿真的原理和意义;
2、掌握建立物流入库和出库流程及相关设备设施的一般方法和过程，并学会利用计算机软件进行仿真，同时了解物流仓储作业的基本要求和相关物流设备的基本作用;
二、实践环境与条件
1、满足学生人数和硬件配置要求的计算机实验室;
2、物流三维建模与仿真软件一套(网络教学版);
3、内部局域网。
三、实践内容
实验1：TaraVRbuilder三维建模及仿真软件的基础认知和操作;
实验2：建立一个货物入库模型并进行仿真。 基本要求如下：
(1)入库模型的主体为一座仓库，该仓库配置1个入口和2个出口，其它细节自由定义;
(2)入库模型中，设定有两种货物(原料A和原料B)同时需要入库。两种原料都由货运卡车运输到货。原料A必须用叉车才能完成装卸，原料B则可以由人工完成装卸，原料A要求通过传送带运送直接存入1号原料存储区(自动立体高架货仓)，原料B可以通过传送带运送直接存入1号原料存储区(自动立体高架货仓)，也可以直接存入2号原料存储区(滑移式货架);
(3)按照上述要求完成建模和仿真操作，然后对模型进行适当的美化，如增添支撑、地面、墙体、门窗、走道和楼梯等细节，提高仿真的真实感和实际效果;
(4)模型在仿真过程中能够顺利运作，不出现堵塞、溢出等错误; (5)不违反物流设施设备的基本操作规程。
实验3：建立一个货物出库模型并进行仿真。 基本要求如下：
(1)在实践内容2所建立的入库模型基础上继续完成建模和仿真; (2)设定原料A和原料B分别经过一道工序(由一个机器人完成)的生产加工，最终组合成为成品C(每个C由1个A和2个B组成)。生产出来的成品C放置到托盘上再存放到成品货架(托盘货架)区，最后由成品货架区出库装车，其它细节自由定义; (3)按照上述要求完成建模和仿真操作，然后对模型进行适当的美化，如增添支撑、地面、墙体、门窗、走道和楼梯等细节，提高仿真的真实感和实际效果;
(4)模型在仿真过程中能够顺利运作，不出现堵塞、溢出等错误; (5)不违反物流设施设备的基本操作规程。
四、实践报告(附件)
实验1：TaraVRbuilder三维建模及仿真软件的基础认知和操作; TaraVRbuilder是一款运用虚拟现实技术进行三维建模和模拟基于时间的传输、物流和仓储技术的软件工具。作为一款“数字化工厂”的软件，它的特色在于用户可以在不具备特别的编程和三维设计技能的情况下，通过使用可自定义参数的丰富的三维动画模库，简便快捷地创造虚拟的三维动画场景。这套软件用于对工厂机组装置的分析和可视管理。它的应用领域包括销售支持、计划、工程规划以及档案整理等。
TaraVRbuilder可以通过标准数据库中的模块来配置所需要的设备。除了可以构建生产流水线和自动传输技术的厂房和建筑之外，还可以呈现许多外部设备，例如机床、运输车、工人等，并可以使用不同的货物及通过设备中的不同途径来模拟物料流。因此，TaraVRbuilder是第一款可以简便快捷地在三维场景中配置物流设施、设备和部件动画到中等复杂程度的标准软件。
TaraVRbuilder软件的主要操作界面包括： 1. 程序栏、菜单栏和工具栏; 2. 状态串;
3. 3D窗口和2D总览; 4. 项目树;
5. 输入区域和连接点。
TaraVRbuilder软件的主要操作功能包括： 1. 连接点的选择操作和状态识别; 2. 创建、打开和保存项目; 3. 导入和导出项目; 4. 常规、默认设计、连接点、支撑装置、速度、商标、测量、设备列表、物件号、当前对象、背景、坐标系统、阴影、保存等的设定。
实验2：建立一个货物入库模型并进行仿真。 一.卸货
1.在适当位置插入两辆“负载货车”(记为货车1和货车2); 2.在“负载货车”内部适当位置分别插入1个自内向外的“多堆积”，并定义“分配源”：原料A(酒箱(空))和原料B(瓶)，分别对应货车1和2;
3.在货车1的“多堆积”后插入“叉式装卸车”，并设置路线至传送带1; 4.在货车2的“多堆积”后插入装卸“工人”，并接至传送带2; 5.在“叉车”路线末端插入“前部卸载区域”并插入“多堆积”(即传送带1);
6.在“工人”另一个连接点处插入“多堆积”(即传送带2); 二.输送
7.将传送带1设置至合适长度后插入“转车”;
8.在“转车”的连接点2处插入“多堆积”(传送带3)至2号原料存储区(“滑移式货架”);
9.在“转车”的连接点3处插入“多堆积”(传动带4)至1号原料存储区(“自动立体高架货仓”)并设置转车分货比例; 10.在传送带2 后插入“多堆积”并连接至传送带4; 三.入架
11.在传送带3后插入“卸载站”和“机器人”，并将“机器人”接至“滑移式货架”(至此完成原料A卸货入库);
12.在传送带4后插入“高架货仓类型3”(至此完成原料A和B卸货入库)。
实验3：建立一个货物出库模型并进行仿真。 一.出架 1.在“高架货仓类型3”后增加一连接点并在两个连接点后分别插入多堆积(传送带
5、6);
2.设置“高架货仓类型3”出货动画及比例，使传送带5输送原料B(瓶)，传送带6输送原料A(酒箱(空)); 二.加工
3.在传送带6后插入“装载站”和“机器人”，并使“机器人”另一连接点接至传送带5，同时设置装载站动画，使得进入1个原料A(酒箱(空))和2个原料B(瓶)，生成1个成品C(酒箱(满)); 4.在“装载站”的后插入“多堆积”(传送带7);
5.在传送带7后插入“工作站3”并设置动画，使得进入1个成品C(酒箱(满))，生成1个“托盘800×600负载”(实现将成品C放置到托盘上);
6.在“工作站3”后插入“叉式装卸车”并设置路线至成品货架区; 三.入架
7.在“叉车”路线末端插入“前部卸载区域”并插入“多堆积”; 8.在上述“多堆积”后插入“托盘货架(即成品货架，至此完成成品C的加工及入库); 四.装载
9.在“托盘货架”内部适当位置插入1个自内向外的“多堆积”，并定义“分配源”为“托盘800×600负载”，同时延迟出货时间;
10.在上述“多堆积”后插入“叉式装卸车”，并设置路线至“负载货车”(记为货车3);
11.在“叉车”路线末端插入“前部卸载区域”并插入“多堆积”; 12.插入“负载货车”(即货车3)使得上述“多堆积”在车内适当位置(至此完成成品C由成品货架区的出库装车)。 实践项目名称： 小型物流系统的设计和评价 实践学时： 12 同组学生姓名： 实践地点： 实践日期： 实践成绩： 批改教师： 批改时间：
指导教师评阅：
一、实践目的和要求
本课程实践教学的总体目标是在掌握物流系统建模理论知识的基础上，通过物流实验室的taraVRbuilder软件，熟练掌握物流三维建模及仿真过程，并能设计物流系统，为从事相关工作打下坚实的实践基础。
上述总体目标主要由多个具体的阶段性目标组成,遵循由浅入深、循序渐进的教学思路，有计划按步骤地加以落实。“小型物流系统的设计和评价”的实践目的和要求是：
1、掌握物流作业分析的方法和程序，并学习利用仿真软件对物流作业进行定量分析，从而得出基本评价结果;
2、培养独立思考和设计一个小型物流系统的能力，能够根据物流管理要求选择相应的物流作业模式和物流作业设备，并综合分析从而构建一个符合要求的物流系统。
二、实践环境与条件
1、满足学生人数和硬件配置要求的计算机实验室;
2、物流三维建模与仿真软件一套(网络教学版);
3、内部局域网。
三、实践内容
实验4：物流系统设计和评价仿真 基本设定如下：
(1)在实验2和实验3所建立的出入库模型基础上继续完成物流系统设计和评价仿真，对物流系统进行管理优化;
(2)假设原料A和原料B的到货量之比为3:2，原料A每次卸货的分批数量为1，而原料B每次卸货的分批数量为2。原料A和原料B经过加工生产出单件成品C所需的时间为10分钟;
(3)1号原料存储区的存储位置数量共200个，这其中原料A的原始库存为5个，原料B的原始库存为10个。2号原料存储区的存储位置数量共100个，这其中，原料B的原始库存为30个;
(4)各种物流设备设施的运转速度为默认状态，并且不考虑运输货车的装载能力限制。
(5)模型在仿真过程中能够顺利运作，不出现堵塞、溢出等错误; (6)不违反物流设施设备的基本操作规程。
在上述条件下，仿真该物流系统中生产200个成品C的全过程，并尽可能缩短整个作业流程所需的时间和成本。
四、实践报告(附件)
第四篇：单轮ABS建模与仿真
一、理论分析与数学建模
汽车在制动过程中，当制动器制动力大于轮胎-道路附着力时，车轮就会抱死滑移。只有汽车具有足够的制动器制动力，同时地面又能提供较大的附着力时，汽车才能获得较好的制动效果。
在汽车制动时，除车轮旋转平面的纵向附着力外，还有垂直于车轮旋转平面的侧向附着力。在汽车制动过程中，纵向附着力决定汽车的纵向运动，影响汽车的制动距离;侧向附着力决定汽车的侧向运动，影响汽车的方向稳定性和转向操纵能力。
当汽车匀速行驶时，实际车速V (即车轮中心的纵向速度)与车轮速度v (即车轮滚动的圆周速度)相等，车轮在路面上的运动为纯滚动运动。然而，在汽车实际运行过程中，当驾驶员踩下制动踏板后，在制动器摩擦力矩的作用下，车轮的角速度减小，实际车速与车轮速度之间就会产生一个速度差，轮胎与地面之间就会产生相对滑移。轮胎滑移的程度用滑移率slip来表示。车轮滑移率是指实际车速v与车轮速度w之差同实际车速v的比值，公式如下。
slip1w v
当v=w时，滑移率slip=0，车轮自由滚动;
当w=0时，滑移率slip=1，车轮完全抱死滑移;
当v>w时，滑移率0
试验证明，在地面附着条件差(例如在冰雪路面上制动)的情况下，由于道路附着力很小，使可以得到的最大地面制动力减小。因此，在制动踏板力(或制动分泵压力)很小时，地面制动力就会达到最大附着力，车轮就会抱死滑移。在制动过程中，车轮抱死滑移的根本原因是制动器制动力大于轮胎-道路附着力。
滑移率大于理想滑移率后的区域称为非稳定制动区域或非稳定区，如图所示。
横向附着系数是研究汽车行驶稳定性的重要指标之一。横向附着系数越大，汽车制动时的方向稳定性和保持转向控制的能力越强。
当滑移率为零时，横向附着系数最大;随着滑移率的增加，横向附着系数逐渐减小。当车轮抱死时，横向附着系数接近于零，汽车将失去方向稳定性和转向控制能力，其危害极大。
综上所述，为了获得最佳制动性能，应将滑移率控制在10%到30%范围内。 因此，通过采用ABS，使汽车在制动过程中自动调节车轮的制动力，防止车轮抱死滑移，从而缩短制动距离，提高方向稳定性，增强转向控制能力，减少交通事故的发生。
在车辆制动前，汽车本身具有一个初始车速，车轮即以初始角速度旋转。在此处进行运算和建模时用到的车速是以角速度的形式存在的。因此，滑移率的计算公式如下式。
vVv(无滑移时，车速等于轮速) Rr
slip1w v
v——汽车角速度(车速除以车轮半径)
Vv——汽车线速度
Rr——车轮半径
w——车轮角速度
在此，将理想的滑移率设置为0.2，这就意味着此时的轮速，是相同车速下未制动时轮速的0.8倍。在这种情况下，可以最大程度上地获得地面提供的摩擦力，以使轮胎附着于路面上，并将制动距离尽可能地缩短。
根据ABS系统的结构，以及单论模型的受力分析，我们可以得到下式。
IdwFfRrT dt
I——车轮转动惯量
dw——车轮角加速度 dt
Ff——摩擦力
Rr——车轮半径
T——制动力矩
二、Simulink建模
根据上述分析，在Matlab/Simulink中利用不同模块，分别建立各部分的计算公式的模型。
轮胎与路面间的摩擦系数mu是关于滑移率slip的经验曲线，即mu-slip曲线。建模时，可通过Simulink中的查表模块进行建立。在模型中，将摩擦系数mu乘以单轮承载的车重W，以得到作用在轮胎切向上的摩擦力Ff。再将摩擦力Ff除以整车质量，就得到了汽车的减速度，再进行积分运算就可以得到车速。
在此模型中，采用了理想防抱死控制器，基于实际滑移率与目标滑移率的差值进行 “bang-bang”控制(在子模块中)。我们设置在目标滑移率时查表可得到mu的峰值，利用此值以减少制动距离。但在实际车辆中，滑移率不能直接被测量，所以这种控制算法不具备实用性，仅仅在此模拟实际情况以简化仿真。
子模块通过车轮实际滑移率、目标滑移率和轮胎转矩，此子模块最后计算出车轮角速度。
为控制制动压力的变化率，模块中奖实际滑移率与目标滑移率的差值信号输入到“bang-bang”控制器(结果为+1或-1，这是根据偏差值计算得到的)。这个开关变化率经过一阶延迟系统。这个延迟是由制动液压管路造成的。再经积分得到实际制动压力。最后再乘以关于制动活塞面积和半径的系数Kf，可以得到输出作用在车轮上的制动力矩信号。
由前面得到的驱动车辆的摩擦力矩减去制动力矩，得到作用在车轮上的净力矩。再将其除以车轮的转动惯量I，就得到了车轮的角加速度。再经积分，便可获得轮速。为保证轮速和车速实际有效，在模型中使用有限积分器进行运算。
三、运行结果
运行建立好的ABS模型，仿真得到以下图形。
第一幅图显示了车轮角速度和相应的汽车角速度。轮速始终保持在车速一下，并没有抱死，最终在15秒之内车速下降为0。
第二幅图显示了汽车的滑移率在制动时迅速由0上升至0.2附近，并在其周围振荡。最终可以将汽车滑移率保持在0.2附近，以实现与路面间最大程度地附着，避免抱死，直至车速为0。
四、结论
此次通过Simulink建模仿真了ABS控制系统控制下的制动系统的工作情况，建模仿真结果符合要求。但此模型中的控制算法是理想化的，实际中可以采用其
他的控制算法来仿真系统的响应。
第五篇：制造系统建模与仿真学习心得
一、制造系统建模与仿真的含义
1．制造系统
制造系统是制造过程及其所涉及的硬件、软件和人员所组成的一个将制造资源转变为产品或半成品的输入／输出系统，它涉及产品生命周期(包括市场分析、产品设计、工艺规划、加工过程、装配、运输、产品销售、售后服务及回收处理等)的全过程或部分环节。其中，硬件包括厂房、生产设备、工具、刀具、计算机及网络等；软件包括制造理论、制造技术(制造工艺和制造方法等)、管理方法、制造信息及其有关的软件系统等；制造资源包括狭义制造资源和广义制造资源；狭义制造资源主要指物能资源，包括原材料、坯件、半成品、能源等；广义制造资源还包括硬件、软件、人员等。随着科技的进步，制造系统的发展也经历了传统手工生产、机械化、自动化孤岛、集成制造、并行工程和敏捷制造等几个阶段。
2．模型与仿真
模型是对真实对象和真实关系中那些有用的和让人感兴趣的特性的抽象，是对系统某些本质方面的描述。它以各种可用的形式描述被研究系统的信息。系统模型并不是对真实系统的完全复现，而是对系统的抽象，而仿真是通过对模型的实验以达到研究系统的目的，当制造系统尚未建立或者研究时间长成本高以及从安全性考虑我们有必要对制造系统预先进行建模并仿真以确定系统的最佳结构和配置方案、防止较大的经济损失、确定合理高效的作业计划，从而提高经济效益。
制造系统建模与仿真技术是以相似原理、模型理论、系统技术、信息技术以及建模与仿真应用领域的有关专业技术为基础，以计算机系统、与应用相关的物理效应设备及仿真器为工具，利用模型参与已有或设想的制造系统进行研究、分析、设计、加工生产、试验、运行、评估、维护、和报废(全生命周期)活动的一门多学科的综合性技术。
二、 系统建模与仿真的发展及类型
1． 系统建模与仿真的发展大致经历了这么几个阶段：1600—1940年左右，这一时期的建模仿真主要是在物理科学基础上的建模；20世纪40年代，由于电子计算机的出现，建模仿真技术开始飞速发展；20世纪50年代中期，建模仿真开始应用与航空领域；20世纪60年代，这一阶段主要是工业控制过程中的仿真；20世纪70年代，开始出现了包括经济、社会和环境因素的大系统仿真。到70年代中期，出现了系统与仿真的结合，如用于随机网络建模的SLAM仿真系统。在这一时期，系统仿真开始与更高级的决策结合，出现了决策支持系统DSS；20世纪80年代中期，出现了如美国Pritsker公司TESS建模仿真系统的集成化建模与仿真环境；20世纪90年代开始，建模仿真开始朝着可视化建模仿真、虚拟现实仿真和分布式交互仿真的方向发展。
2． 系统建模与仿真的类型：
根据模型的种类分为：
a. 物理仿真：按照真实系统的物理性质构造系统的物理模型，并在物理模型上进行实验的过程称为物理仿真。（静态、动态，如房屋建筑模型，输送系统模型） b. 数学仿真：对实际系统进行抽象，并将其特性用数学关系加以描述而得到系统的数学模型，对数学模型进行实验的过程称为数学模型。理论上讲，数学仿真可以全面解决实际问题，但实际上数学模型的描述很难实现。
c. 半物理仿真：将数学模型与物理模型甚至实物联合起来进行实验。（简单部分建数学模型，复杂部分建物理模型）
根据系统模型的特性分类：
a. 连续系统：指系统状态随时间连续变化的系统。例：电路系统、机械动力系统、生态系统、物理和工程领域的场问题。这类问题一般可以用微分方程来进行描述。
b. 离散系统：指系统状态在某些随机时间点上发生离散变化的系统。如理发馆（顾客、理发师）系统的内部状态变化是随机的，因此很难用函数形式来描述系统内部状态的变化，更关心系统内部状态变化的统计规律。制造和物流领域的大多数系统属于离散事件系统。
三、 制造系统建模与仿真的建立方法
1． 基于框图的系统逻辑建模
这种方法具有结构简单，可视性强的特点框图基本构成主要有：框架（表示生产活动的区域，如生产系统的生产单元、储存仓库、办公室区域）、连线、菱形框（表示生产运作的判断控制，如质量检验、设备检查、作业控制等），对于庞大、结构复杂的系统这种方法会暴露出能力有限的缺点。
2． 基于petri网技术的系统仿真建模方法
Petri网理论是一种基于系统运行逻辑的仿真建模方法。最先用于控制技术，对控制的逻辑进行建模，现在逐步为生产系统的仿真建模所运用。Petri网的基本构成主要是：库所（相当于生产系统中的仓库或在制品缓冲区）、变迁（相当于生产系统中的生产加工）、流关系（相当于生产系统中的生产计划或调度指令）。它的优点是对系统进行逻辑上的理论分析，通过状态变量来表述系统的变化，因此可以对系统可达的状态、发生的冲突、并发等现象进行理论上的分析。但也存在系统建模较复杂，仿真运算较复杂等问题。
3． 基于多色集合的系统仿真建模方法
俄罗斯的V.V.Pavlov教授1988年提出了多色图的概念，1995年提出了多色集合的概念，2002年提出了多色集合的体系结构。以巴甫洛夫教授为代表的使用多色集合的表示性质的统一标准数学模型来进行系统的仿真，这些性质不取决于仿真对象的内容。仿真系统更加具有柔性，并且很方便用于编程。由于存在形式相同的数学模型，该方向在问题的形式化研究方面前进了一步，具有明显的优势，这是该方法的一个优点，也是它在理论上的一个贡献。现在该方向已成为了俄罗斯该领域研究的主流方向。多色集合理论是一种新的信息处理数学工具。目前欧美国家的学者对这一理论了解较少。对国内来说，多色集合理论既是一新的，又是非常有发展前途的信息处理数学工具。由于诞生时间不长，进一步研究和应用的空间很大。
4． 基于flexsim的系统建模仿真
Flexsim是一款实时三维仿真软件，它是一款完全面向对象的仿真软件。运用Flexsim系统仿真软件，可以在计算机内建立研究对象的系统三维模型，然后对模型进行各种系统分析和工程验证，最终获得优化设计和改造方案。目前，Flexsim软件已经在制造及物流领域里成功地进行了多种系统的建模与仿真分析，如配送中心的拣选仿真、仓库出入库的仿真、产品仓库分拣仿真、生产物流系统仿真、集装箱码头仿真和机场物流仿真等。
四、 制造系统建模与仿真的意义
当今的制造系统是集现代机械制造、计算机科学和管理工程于一体的综合应用，由于它技术复杂、投资巨大，采用建造实体系统进行研究显然是不合理的。所以在制造系统的设计阶段，通过仿真可以选择系统的最佳结构和配置方案，以保证系统既能完成预定的设计要求又能获得很好的经济性、柔性和可靠性，又能有效防止较大的经济损失；在制造过程阶段，通过仿真可以预测系统在不同调度下的性能，以确定合理的、高效的作业计划，找出系统的“瓶颈”环节，从而能充分发挥制造系统的生产能力，提高经济效益。
在仿真中，建模是关键。模型是进行仿真的基础，仿真主要是对模型在计算机上进行试验。基于这种原因，我们在分析产品制造中所涉及的模型，以模型分类为基础描述仿真的内容。就产品制造中所涉及的模型大致可分为三类：产品模型、制造系统模型和开发(包括设计、制造和测试)过程模型。它们之间的关系是：产品模型是所有活动的目的和中心，制造系统模型则是产品开发受到的各种约束，开发模型是产品开发的使能器，也是对产品开发活动进行管理和控制的基础。当今，产品模型已从二维工程图到三维实体几何造型。针对三维产品集成定义模型，人们可以对产品进行物理性能、可制造性、可装配性等方面的仿真。通过引入并行工程，使得产品自设计开始就涉及到产品的概念设计到消亡整个产品生命周期里的所有因素，包括质量、成本、作业调度和用户需求。开发过程的仿真已从起初的加工对象在加工过程的仿真转移到对整个制造过程的建模和仿真，仿真内容包括控制策略、库存水平、负载能力等。随着并行工程的应用，使得人们将注意力从单纯的制造过程转移到设计过程方面来，更加注重设计过程和制造过程的一体化。
通过系统的建模与仿真，实现信息共享，借助于现代计算机网络技术和CAD、CAM、STEP、MRPII等计算机辅助设计、制造及管理软件系统，可高效率地在一个制造企业的设计、工艺、供销和管理部门之间，在各车间以及各生产设备之间，在集团内的各企业之间乃至企业与用户之间充分地、及时地沟通各类信息，并在此基础上保证企业系统内各环节、各部门的高度协调，以确保企业实现最优整体效益。