4_系统仿真及系统动力学方法讲解.ppt

6. 典型反馈回路及其仿真计算 一阶负反馈回路（以简单库存系统为例） 4-11 SAVE I,R1,D SPEC DT=.25/LENGTH=40/SAVPER=1 (SPEC语句规定与模拟运行有关的参数值: DT表示模拟运行步长, LENGTH表示模拟运行周期(长度), SAVPER表示保存模拟结果数据间隔长度) DT DT ．JK ．KL 前一 时刻J 现在 时刻K 下一 时刻L 4-2 4-12 7. DYNAMO语言 DYNAMO程序由两种语句组成： 方程式语句（用于仿真计算） 命令语句（用于控制仿真过程、输入输出） 方程式语句包括：水准方程、速率方程、辅助方程、初值方程、常数方程、表方程和增补方程。 DT DT ．JK ．KL 前一时刻J 现在时刻K 下一时刻L DT表示△t ， L(t+ △t)、 L(t)分别为现在时刻、前一时刻状态值，即Level（现在）和Level（过去），流入速率Rin，流出速率Rout。 则 　　Level(现在)=Level(过去)+DT?(Rin- Rout) （1）水准（状态）方程式（L方程式） 表述系统动力学模型中状态积累的过程 L LEVEL．K＝LEVEL ．J ﹢ DT?（RIN ． JK?ROUT ．JK） 用L方程式定义的状态变量必须用初值方程式给定初始值 例： L POP．K＝POP ．J ﹢ DT?（BIRTH ． JK?DEATH ．JK） N POP＝10000 或 L POP．K＝POP ．J ﹢ DT?（BIRTH ． JK?DEATH ．JK） N POP＝L0 C L0＝10000 （2）速率（决策）方程式（R方程式） 描述系统动力学中状态变化速率的方程式。基本形式为： R RATE．KL＝f（状态变量，辅助变量，常量） 速率方程式右边没有固定形式，速率方程是在K时刻进行计算，自K至L的时间间隔DT内速率值不变。 （3）辅助方程式（A方程式） 当R方程式很复杂时，可引入辅助变量，将复杂的R方程式化为较简单的、清晰的若干辅助方程式来表达。均在时刻K上计算。 一般形式： A XY. K= f（状态变量，辅助变量，常量） 例：速率R1由决策函数D＝R3＋P（I－X）确定，则： A D.K = R3.KL + P ? ( I – X.K ) A方程式没有固定形式，建模时最好将A方程式引出的每一个辅助变量与实际系统中某一个有意义的量对应，会使模型更加可靠；纯代数运算，避免出现死循环。 （4）表方程式（T方程式） T TNAME＝{数值} 使用表函数时才使用，方程式左边的表变量名不加时标，右边的“数值”用“ ,”或“ / ”隔开。 T方程式定义的数值个数没有限制，但必须与表函数的自变量要求的个数相等。 （5）初始值方程式（N方程式） 为参数或变量设定初始值，一般形式： N 变量名称＝{表达式，变量名，数值} 仅在仿真过程中第一步运算时使用；左右两边的变量都不加时间标注；由N方程式定义的变量不能直接在重复运行中使用。 （6）常数方程式（C方程式） 给参数赋值，可以在重复运行中使用 C 变量名＝常数 8. DYNAMO程序语句执行顺序 DYNAMO中变量名的字符数不超过6个，而且第一个字符必须是字母。 除“ * ”及“ RUN ”语句以外，其他语句可以任意安排顺序。DYNAMO语言运行时有一个严格的仿真顺序。 “ * ”标题语句：用于指定输出结果时的标题 DYNAMO仿真顺序 输给存储器 计算S 方程 计算R 方程 计算A 方程 计算L 方程 DT 进位 仿真结束？ 开始 是 C、T 方程置值 输出仿真结果 计算N 方程 结束 重复运行？ 是 否 否 9. DYNAMO语言几点说明 DYNAMO中已经明确定义了的字符串名称，用户就不能再任意定义。 主要有：L，R，A，S，N，C，PRINT，PLOT，RUN，NOTE等。 DYNAMO中，数字用十进制表示，可以使用到8位，+、- 号和小数点也各算一位。 10. DYNAMO仿真软件工具 （1）基于DOS的应用程序PD.COM； Edit(编辑) ? *.DYN?Compile(编译)? *.SMT ? Simulate(仿真)?*.RSL ?View(结果查看) （2）基于Windows的Vensim软件。 系 统 工 程 Systems Engineering 建筑工程学院2013级IE 第四章 系统仿真及系统动力学方法 一、概念及作用 1. 基本概念 系统仿真：建立能描述系统结构或行为的