自動化集裝箱碼頭設計與仿真

第1章 緒論

1．1 自動化集裝箱碼頭發(fā)展歷程

1．2 自動化集裝箱碼頭裝卸工藝

1．3 自動化集裝箱碼頭系統(tǒng)仿真現(xiàn)狀

第2章 自動化集裝箱碼頭設計技術要素

2．1 集裝箱碼頭設計新趨勢性要素

2．2 集裝箱碼頭設計建設遵循的自然規(guī)律性要素

2．3 船舶與船舶裝載的現(xiàn)實性要素

第3章 自動化集裝箱碼頭設備選擇與配置

3．1 自動化集裝箱碼頭岸橋選擇與配置

3．2 自動化集裝箱碼頭場橋選擇與配置

3．3 自動化集裝箱碼頭水平運輸設備選擇與配置

3．4 自動化集裝箱碼頭道口設施選擇與布置

第4章 自動化集裝箱碼頭綜合通過能力計算

4．1 自動化集裝箱碼頭吞吐能力計算

4．2 自動化集裝箱碼頭庫場能力計算

4．3 自動化集裝箱碼頭水平運輸能力計算

4．4 自動化集裝箱碼頭道口能力計算

第5章 自動化集裝箱碼頭系統(tǒng)建模與仿真基礎

5．1 系統(tǒng)、模型與仿真基本概念

5．2 離散事件建模與仿真基本概念

5．3 離散事件仿真基本策略

5．4 隨機數(shù)及隨機分布

5．5 建模與仿真的VV&A

第6章 自動化集裝箱碼頭系統(tǒng)結構與分析

6．1 自動化集裝箱碼頭主要系統(tǒng)構成

6．2 自動化集裝箱碼頭主要實體

6．3 自動化集裝箱碼頭主要事件、活動及進程

第7章 自動化集裝箱碼頭岸邊裝卸能力仿真

7．1 岸邊裝卸系統(tǒng)分析

7．2 岸邊裝卸系統(tǒng)建模

7．3 岸邊裝卸系統(tǒng)仿真校核及驗證

7．4 岸邊裝卸系統(tǒng)仿真輸出分析

第8章 自動化集裝箱碼頭水平運輸能力仿真

8．1 水平運輸系統(tǒng)分析

8．2 水平運輸系統(tǒng)建模

8．3 水平運輸系統(tǒng)仿真校核及驗證

8．4 水平運輸系統(tǒng)仿真輸出分析

第9章 自動化集裝箱碼頭箱區(qū)作業(yè)能力仿真

9．1 箱區(qū)作業(yè)系統(tǒng)分析

9．2 箱區(qū)作業(yè)系統(tǒng)建模

9．3 箱區(qū)作業(yè)系統(tǒng)仿真校核及驗證

9．4 箱區(qū)作業(yè)系統(tǒng)仿真輸出分析

第10章 自動化集裝箱碼頭集疏運通過能力仿真

10．1 集疏運通過能力仿真系統(tǒng)分析

10．2 集疏運通過能力仿真系統(tǒng)建模

10．3 箱區(qū)作業(yè)系統(tǒng)仿真驗證

10．4 箱區(qū)作業(yè)系統(tǒng)仿真輸出分析

第11章 自動化集裝箱碼頭整體作業(yè)能力仿真

11．1 雙線型自動化集裝箱碼頭簡介

11．2 整體作業(yè)仿真模型構建

11．3 整體作業(yè)仿真模型的VV&A

11．4 整體作業(yè)仿真實驗分析

參考文獻2100433B

《自動化集裝箱碼頭設計與仿真》主要介紹了自動化集裝箱碼頭設計技術要素、設備選擇與配置，以及物流系統(tǒng)需求和物流系統(tǒng)能力測算的主要方法。系統(tǒng)闡述了自動化集裝箱碼頭建模與仿真基礎以及建模與仿真系統(tǒng)分析，岸邊裝卸系統(tǒng)、水平運輸系統(tǒng)、箱區(qū)作業(yè)系統(tǒng)、集疏運系統(tǒng)及整體作業(yè)系統(tǒng)建模與仿真分析案例。案例均采用PlantSimulation仿真軟件建模。

《自動化集裝箱碼頭設計與仿真》可供自動化集裝箱碼頭設計、建模和仿真專業(yè)的教師及學生，碼頭設計技術人員和管理人員參考，也可供對港口及其產業(yè)鏈的延伸有興趣的讀者閱讀。

自主移動機器人尤其是無人機的興起推動了相關學科的蓬勃發(fā)展。自動化的目的是設計能夠操縱現(xiàn)有動態(tài)系統(tǒng)（汽車、飛機、經濟系統(tǒng)等）的控制系統(tǒng)。因此受控系統(tǒng)應按如下方式構建：使物理系統(tǒng)形成回路，并配備使用智能電子器件的傳感器。雖然最初的系統(tǒng)僅服從物理定律，但是閉環(huán)系統(tǒng)的演化遵循電子元器件中內嵌的IT程序。

本書主要闡述機器人的建模、仿真和控制方法，并通過大量習題來對基本概念和基本方法進行演繹和驗證，所涉及的理論分析采用狀態(tài)空間方法，從而可以用簡單的方式來處理普通和復雜的系統(tǒng)，包括不同類型的開關和傳感器。本書是一本講述機器人自動化的基本原理和方法的書籍，可作為高等院校機器人專業(yè)的教材，也可供從事機器人研究和產業(yè)化的工程技術人員閱讀。

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本書適合于物流管理、物流工程、物流設備工程、交通運輸工程、管理科學與工程、系統(tǒng)工程等專業(yè)的本科生或研究生作為系統(tǒng)仿真相關課程學習的教材或教參，也可供其他領域的學生、學者及科技人員參考使用。隨書附有仿真案例模型。

前言

第一章 概述

第一節(jié) 控制系統(tǒng)的實驗方法

一、解析法

二、實驗法

三、仿真實驗法

第二節(jié) 仿真實驗的分類與性能比較

一、按模型分類

二、按計算機類型分類

第三節(jié) 系統(tǒng)、模型與數(shù)字仿真

一、系統(tǒng)的組成與分類

二、模型的建立及其重要性

三、數(shù)字仿真的基本內容

第四節(jié) 控制系統(tǒng)CAD與數(shù)字仿真軟件

一、CAD技術的一般概念

二、控制系統(tǒng)CAD的主要內容

三、數(shù)字仿真軟件

第五節(jié) 仿真技術的應用與發(fā)展

一、仿真技術在工程中的應用

二、應用仿真技術的重要意義

三、仿真技術的發(fā)展趨勢

小結

習題

第二章 控制系統(tǒng)的數(shù)學描述

第一節(jié) 控制系統(tǒng)的數(shù)學模型

一、控制系統(tǒng)數(shù)學模型的表示形式

二、數(shù)學模型的轉換

三、控制系統(tǒng)建模的基本方法

第二節(jié) 實現(xiàn)問題

一、單變量系統(tǒng)的可控標準型實現(xiàn)

二、控制系統(tǒng)的數(shù)字仿真實現(xiàn)

第三節(jié) 常微分方程數(shù)值解法

一、數(shù)值求解的基本概念

二、數(shù)值積分法

三、關于數(shù)值積分方法的幾點討論

第四節(jié) 數(shù)值算法中的“病態(tài)”問題

一、“病態(tài)”常微分方程

二、控制系統(tǒng)仿真中的“病態(tài)”問題

三、“病態(tài)”系統(tǒng)的仿真方法

小結

習題

第三章 MATLAB與SIMULINK基礎

第一節(jié) 引言

第二節(jié) MATLAB的操作與使用

一、簡單數(shù)學運算

二、變量與數(shù)值顯示格式

三、文件管理

四、幫助功能

第三節(jié) MATLAB的矩陣運算

一、簡單矩陣輸入

二、矩陣區(qū)算

三、矩陣操作

第四節(jié) 繪圖

一、二維圖形

二、三維圖形

第五節(jié) 數(shù)據(jù)處理

一、矩陣分解

二、多項式處理

三、曲線擬合與插值

四、數(shù)據(jù)分析

五、常微分方程數(shù)值解

第六節(jié) 流程控制

一、for循環(huán)

二、while循環(huán)

三、if－else－end結構

四、函數(shù)

第七節(jié) 控制工具箱

一、系統(tǒng)建模

二、模型轉換和降階

三、分析函數(shù)

四、設計函數(shù)

第八節(jié) SIMULINK基礎

一、SIMULINK的操作

二、模型的構造

三、數(shù)值仿真

四、系統(tǒng)分析

第九節(jié) MATLAB的其它資源

一、工具箱

二、網絡資源

小結

習題

第四章 控制系統(tǒng)數(shù)字仿真的實現(xiàn)

第一節(jié) 控制系統(tǒng)的結構及其招撲描述

一、控制系統(tǒng)常見的典型結構形式

二、控制系統(tǒng)的典型環(huán)節(jié)描述

三、控制系統(tǒng)的聯(lián)接矩陣

第二節(jié) 面向系統(tǒng)結構圖的數(shù)字仿真

一、典型閉環(huán)系統(tǒng)的數(shù)字仿真

二、復雜聯(lián)接的閉環(huán)系統(tǒng)數(shù)字仿真

第三節(jié) 環(huán)節(jié)的離散化與非線性系統(tǒng)的數(shù)字仿真

一、連續(xù)系統(tǒng)的離散化模型法

二、非線性系統(tǒng)的數(shù)字仿真

第四節(jié) 計算機控制系統(tǒng)的數(shù)字仿真

一、采樣在制系統(tǒng)的數(shù)學描述

二、采樣控制系統(tǒng)的仿真方法

三、采樣控制系統(tǒng)仿真程序實現(xiàn)

小結

習題

第五章 控制系統(tǒng)CAD

第一節(jié) 概述

第二節(jié) 經典控制理論CAD

一、控制系統(tǒng)因有特性分析

二、控制系統(tǒng)的設計方法

三、控制系統(tǒng)的優(yōu)化設計

第三節(jié) 現(xiàn)代控制理論CAD

一、線性二次型最優(yōu)控制器設計

二、模型參考自適應控制系統(tǒng)設計

小結

習題

第六章 數(shù)字仿真技術的綜合應用

第一節(jié) 直流電動機雙閉環(huán)調速系統(tǒng)設計中的若干問題

一、雙閉環(huán)KZ－D系統(tǒng)的目的

二、關于積分調節(jié)器的飽和非線性問題

三、關于ASR與ACR的工程設計問題

四、雙閉環(huán)KZ－D調速系統(tǒng)的動態(tài)分析

第二節(jié) 數(shù)字PID調節(jié)器的魯棒性設計方法

一、數(shù)字PID調節(jié)器的魯棒性設計

二、“高精度齒輪量儀”位置伺服系統(tǒng)控制器設計

第三節(jié) “水箱系統(tǒng)”液位控制的仿真研究

一、系統(tǒng)建模

二、數(shù)字仿真

三、結果分析

第四節(jié) 管內移動機器人位置預測模糊控制研究

一、管內作業(yè)位置的預測模糊控制

二、作業(yè)位置預測模糊控制的實現(xiàn)

三、仿真實驗

小結

習題

參考文獻 2100433B