系统仿真~董运龙

系统仿真SystemSimulation 学院 经济管理专业 管理科学与工程学生 董运龙朱一文 系统仿真 How 系统仿真基础知识 Why When Where Who What 什么是仿真 Oren提出 仿真是一种基于模型的活动现在一般认为系统仿真等同于计算机仿真以系统理论 随机过程与统计学理论和优化理论为基础 以计算机和仿真系统软件为工具 对现实系统或未来系统进行试验研究的理论和方法 系统仿真三要素 系统 模型 实验 模型系统模型 流程图 图标型 数学表达式仿真模型 将系统模型规范化与数字化的过程 同时需要加入一些部件 初始化模块 输入模块 仿真钟 随机数发生器等等 分类 动态 静态 连续 离散 预测 管理 控制 等等 系统仿真是面向实际过程和系统性问题的 系统仿真技术是一种实验手段 可以在短时间内通过计算机获得对系统运行规律以及未来特性的认识 系统仿真研究由多次独立的重复模拟过程所组成 需要进行多次实验的统计推断 并对系统的性能和变化规律作多因素的综合评价 系统仿真只能得到问题的一个特解或可行解 而不能得到问题的通解或最优解 什么是系统仿真 系统仿真基础知识 人们在认识自然 利用自然的过程中 为了更好地完成这一能动过程 需要对物质世界 乃至非物质世界进行实验研究 在这些过程中 人们经常要进行 试验 分析 计算 决策等步骤 然而试验分析对某些真实系统可能是不允许的 所以我们要进行系统仿真来模拟某一真实过程来获取我们所需的数据结论 Why When Where Who What 为什么进行仿真 系统还处于设计阶段 在真实系统上做试验会破坏系统的运行 在实际系统上做多次试验 很难保证每一次的操作条件都相同 试验时间太长或费用太大或有危险 对真实系统进行试验会造成无法复原的结果 系统仿真基础知识 Why When Where Who What 由于安全 经济 技术 时间等原因 对实际系统进行真实的物理试验很困难或者跟踪记录试验数据难以实现时 仿真技术就成为必不可少的工具 难以用数学公式表示的系统 或者没有建立和求解数学模型的有效方法 虽然可以用解析的方法解决问题 但数学的分析与计算过于复杂 这时计算机仿真可能提供简单可行的求解方法 希望能在较短的时间内观察到系统发展的全过程 以估计某些参数对系统行为的影响 难以在实际环境中进行实验和观察时 计算机仿真是唯一可行的方法 例如太空飞行的研究 需要对系统或过程进行长期运行比较 从大量方案中寻找最优方案 什么情况下运用 系统仿真基础知识 目前仿真技术已经渗透到国民经济建设的各个领域 包括社会经济 交通运输 生态环境 军事装备 企业管理等 还有最近兴起的网络仿真技术等 Why When Where Who What 应用于什么领域 系统仿真用于训练与教育是它的一个重要特点 现在已经为各种运载工具 飞机 汽车 船舶等 以及各种复杂设备及系统 电站 电网 化工设备等 制造出各种训练仿真器 它们在提高训练效率 节约能源 安全训练等方面起着十分重要的作用 据统计 1978 1983年期间 世界各国用于训练仿真器的费用达82亿美元 其中仅美国就占了50亿美元 怎么来操作系统仿真 1 问题的描述 定义和分析 2 建立仿真模型 3 数据采集和筛选 4 仿真模型的确认 5 仿真模型的编程实现与验证 6