自动化集装箱码头设计与仿真

第1章 绪论

1．1 自动化集装箱码头发展历程

1．2 自动化集装箱码头装卸工艺

1．3 自动化集装箱码头系统仿真现状

第2章 自动化集装箱码头设计技术要素

2．1 集装箱码头设计新趋势性要素

2．2 集装箱码头设计建设遵循的自然规律性要素

2．3 船舶与船舶装载的现实性要素

第3章 自动化集装箱码头设备选择与配置

3．1 自动化集装箱码头岸桥选择与配置

3．2 自动化集装箱码头场桥选择与配置

3．3 自动化集装箱码头水平运输设备选择与配置

3．4 自动化集装箱码头道口设施选择与布置

第4章 自动化集装箱码头综合通过能力计算

4．1 自动化集装箱码头吞吐能力计算

4．2 自动化集装箱码头库场能力计算

4．3 自动化集装箱码头水平运输能力计算

4．4 自动化集装箱码头道口能力计算

第5章 自动化集装箱码头系统建模与仿真基础

5．1 系统、模型与仿真基本概念

5．2 离散事件建模与仿真基本概念

5．3 离散事件仿真基本策略

5．4 随机数及随机分布

5．5 建模与仿真的VV&A

第6章 自动化集装箱码头系统结构与分析

6．1 自动化集装箱码头主要系统构成

6．2 自动化集装箱码头主要实体

6．3 自动化集装箱码头主要事件、活动及进程

第7章 自动化集装箱码头岸边装卸能力仿真

7．1 岸边装卸系统分析

7．2 岸边装卸系统建模

7．3 岸边装卸系统仿真校核及验证

7．4 岸边装卸系统仿真输出分析

第8章 自动化集装箱码头水平运输能力仿真

8．1 水平运输系统分析

8．2 水平运输系统建模

8．3 水平运输系统仿真校核及验证

8．4 水平运输系统仿真输出分析

第9章 自动化集装箱码头箱区作业能力仿真

9．1 箱区作业系统分析

9．2 箱区作业系统建模

9．3 箱区作业系统仿真校核及验证

9．4 箱区作业系统仿真输出分析

第10章 自动化集装箱码头集疏运通过能力仿真

10．1 集疏运通过能力仿真系统分析

10．2 集疏运通过能力仿真系统建模

10．3 箱区作业系统仿真验证

10．4 箱区作业系统仿真输出分析

第11章 自动化集装箱码头整体作业能力仿真

11．1 双线型自动化集装箱码头简介

11．2 整体作业仿真模型构建

11．3 整体作业仿真模型的VV&A

11．4 整体作业仿真实验分析

参考文献2100433B

《自动化集装箱码头设计与仿真》主要介绍了自动化集装箱码头设计技术要素、设备选择与配置，以及物流系统需求和物流系统能力测算的主要方法。系统阐述了自动化集装箱码头建模与仿真基础以及建模与仿真系统分析，岸边装卸系统、水平运输系统、箱区作业系统、集疏运系统及整体作业系统建模与仿真分析案例。案例均采用PlantSimulation仿真软件建模。

《自动化集装箱码头设计与仿真》可供自动化集装箱码头设计、建模和仿真专业的教师及学生，码头设计技术人员和管理人员参考，也可供对港口及其产业链的延伸有兴趣的读者阅读。

自主移动机器人尤其是无人机的兴起推动了相关学科的蓬勃发展。自动化的目的是设计能够操纵现有动态系统（汽车、飞机、经济系统等）的控制系统。因此受控系统应按如下方式构建：使物理系统形成回路，并配备使用智能电子器件的传感器。虽然最初的系统仅服从物理定律，但是闭环系统的演化遵循电子元器件中内嵌的IT程序。

本书主要阐述机器人的建模、仿真和控制方法，并通过大量习题来对基本概念和基本方法进行演绎和验证，所涉及的理论分析采用状态空间方法，从而可以用简单的方式来处理普通和复杂的系统，包括不同类型的开关和传感器。本书是一本讲述机器人自动化的基本原理和方法的书籍，可作为高等院校机器人专业的教材，也可供从事机器人研究和产业化的工程技术人员阅读。

本书是为了适应现代物流发展需要，促进物流业的发展，力求从自动化立体仓库构造与布局、设施与设备、评估与仿真、人工智能以及应用案例的各个方面进行比较全面的介绍，即强调自动化立体仓库规划运营的方法学和技术，

又立足于自动化立体仓库实际建设问题的解决，并给出了自动化立体仓库技术发展的最新案例。主要内容包括：自动化立体仓库概述、自动化立体仓库的构成及物流作业流程、自动化立体仓库的布置与规划、自动化立体仓库的设计、自动化立体仓库的物流设备与设施、自动化立体仓库的密集储存和拣货技术、自动化立体仓库的进出库系统和自动识别技术、自动化立体仓库管理系统、自动化立体仓库的低碳环保设计与评价、基于FLEXSIM自动化立体仓库的仿真、自动化立体冷库的设计、T－1000型自动仓库货架的计算、自动化立体仓库的绩效评估。

本书适合于物流管理、物流工程、物流设备工程、交通运输工程、管理科学与工程、系统工程等专业的本科生或研究生作为系统仿真相关课程学习的教材或教参，也可供其他领域的学生、学者及科技人员参考使用。随书附有仿真案例模型。

前言

第一章 概述

第一节 控制系统的实验方法

一、解析法

二、实验法

三、仿真实验法

第二节 仿真实验的分类与性能比较

一、按模型分类

二、按计算机类型分类

第三节 系统、模型与数字仿真

一、系统的组成与分类

二、模型的建立及其重要性

三、数字仿真的基本内容

第四节 控制系统CAD与数字仿真软件

一、CAD技术的一般概念

二、控制系统CAD的主要内容

三、数字仿真软件

第五节 仿真技术的应用与发展

一、仿真技术在工程中的应用

二、应用仿真技术的重要意义

三、仿真技术的发展趋势

小结

习题

第二章 控制系统的数学描述

第一节 控制系统的数学模型

一、控制系统数学模型的表示形式

二、数学模型的转换

三、控制系统建模的基本方法

第二节 实现问题

一、单变量系统的可控标准型实现

二、控制系统的数字仿真实现

第三节 常微分方程数值解法

一、数值求解的基本概念

二、数值积分法

三、关于数值积分方法的几点讨论

第四节 数值算法中的“病态”问题

一、“病态”常微分方程

二、控制系统仿真中的“病态”问题

三、“病态”系统的仿真方法

小结

习题

第三章 MATLAB与SIMULINK基础

第一节 引言

第二节 MATLAB的操作与使用

一、简单数学运算

二、变量与数值显示格式

三、文件管理

四、帮助功能

第三节 MATLAB的矩阵运算

一、简单矩阵输入

二、矩阵区算

三、矩阵操作

第四节 绘图

一、二维图形

二、三维图形

第五节 数据处理

一、矩阵分解

二、多项式处理

三、曲线拟合与插值

四、数据分析

五、常微分方程数值解

第六节 流程控制

一、for循环

二、while循环

三、if－else－end结构

四、函数

第七节 控制工具箱

一、系统建模

二、模型转换和降阶

三、分析函数

四、设计函数

第八节 SIMULINK基础

一、SIMULINK的操作

二、模型的构造

三、数值仿真

四、系统分析

第九节 MATLAB的其它资源

一、工具箱

二、网络资源

小结

习题

第四章 控制系统数字仿真的实现

第一节 控制系统的结构及其招扑描述

一、控制系统常见的典型结构形式

二、控制系统的典型环节描述

三、控制系统的联接矩阵

第二节 面向系统结构图的数字仿真

一、典型闭环系统的数字仿真

二、复杂联接的闭环系统数字仿真

第三节 环节的离散化与非线性系统的数字仿真

一、连续系统的离散化模型法

二、非线性系统的数字仿真

第四节 计算机控制系统的数字仿真

一、采样在制系统的数学描述

二、采样控制系统的仿真方法

三、采样控制系统仿真程序实现

小结

习题

第五章 控制系统CAD

第一节 概述

第二节 经典控制理论CAD

一、控制系统因有特性分析

二、控制系统的设计方法

三、控制系统的优化设计

第三节 现代控制理论CAD

一、线性二次型最优控制器设计

二、模型参考自适应控制系统设计

小结

习题

第六章 数字仿真技术的综合应用

第一节 直流电动机双闭环调速系统设计中的若干问题

一、双闭环KZ－D系统的目的

二、关于积分调节器的饱和非线性问题

三、关于ASR与ACR的工程设计问题

四、双闭环KZ－D调速系统的动态分析

第二节 数字PID调节器的鲁棒性设计方法

一、数字PID调节器的鲁棒性设计

二、“高精度齿轮量仪”位置伺服系统控制器设计

第三节 “水箱系统”液位控制的仿真研究

一、系统建模

二、数字仿真

三、结果分析

第四节 管内移动机器人位置预测模糊控制研究

一、管内作业位置的预测模糊控制

二、作业位置预测模糊控制的实现

三、仿真实验

小结

习题

参考文献 2100433B