什么是仿真.ppt

Chapter 3 System Simulation 第三章 系统仿真 Simulation Concept 3.1 仿真概念 3.1.1 what is simulation? (什么是仿真?) “什么是仿真？ ”或者 “仿真什么？”， 而对一般人来说，这是一个迷惑的问题。 对在某些特殊领域工作的人，对于回答第二个问题可能不成问题. The response to this could range from a general answer to a professional answer 仿真的定义从一般性回答到专业的回答，可以有很多定义。 1）仿真是模仿真实事物。如车辆动态性能、股票预测、生产线流程、交通流状态、事故重建等 2）仿真是对系统的建模与分析。如分析汽车的操纵稳定性，交通流的路网分配等。 3）仿真是对系统状态或事件在时域变化的研究。如物流系统中的供应链特征。 To remember: Simulation means a kind of “Methodology” 仿真的成功使它已发展成为一个独立的领域： 一个从特殊领域分离出来的学科。 可以把“仿真”看成是一种“方法”. Objective of simulation 3.1.2 仿真的目的 （1）Understand the function of the system:在现实系统分析中，应用仿真的方法，可以更好地理解系统所起的作用； （2）Predict system characteristics:在设计一个新的工程系统时，应用仿真技术可以使我们在建造这个系统前对它的特性进行预测，对复杂的、造价高的、危险的系统更有效； （3）Analysis of nonlinear system:仿真是唯一能使我们在实验室各种条件下对非线性系统进行任意分析的技术 （4）tools:仿真在很多领域已发展成为各种形式用于科学研究或生产的工具。 （5）training:用于人员培训。分技能培训和业务培训。如飞行员、汽车驾驶员的技术培训；电厂、化工厂等复杂系统操作人员的业务培训等。 （6）games:用于电子游戏、游乐场。 Simulation Process 3.1.3 仿真的步骤 How to choose a system 3.1.4 确立系统 1) From Practice:系统来自实践中 Object of research:研究对象 Object of project:工程对象  2) System constitution:系统构成 Propose the problems to be solved: 提出要解决的问题 Relative components: 分析相关组成 System definition: 确定系统构成 Simulation models 3.1.5 仿真模型 System-based model:基于系统模型 Time-based model:基于时间的模型 Model closure:模型的封闭性 Treatment of other models:其他模型处理 Model solution 3.2 模型求解 3.2.1 Continuous model’s solution:连续问题求解 连续系统的动态特性一般可用一常微分方程或常微分方程组来描述。对这类系统进行仿真，首先要确定采用何种求常微分方程的数值积分方法。 First order initial-value Problems一阶微分方程初值问题 设有一微分方程： 上述方程的解为y（t），是一连续函数，在实际中不易解析求出，只能通过数值计算的方法; 即通过某种方法求出一系列离散时刻的y的近似值y1，y2，y3… yn来代替y（t），这就是数值积分的方法。 Euler’s Method常用的一种数值积分方法—尤拉法 在区间（tn，tn+1）上对上式积分，得： Difference equations and listing 上例 The exact solution is given by:精确解 The exact solution and approximate solution精确解与近似解 3.2.2 Discrete model’s solution:离散问题求解 从“库存”例中可以看出，在离散事件系统中，事件的发生有两类，一类是确定的，如上例中的定货、到货等；另一类是不确定的、随机的，如：每日需求量。所以离散事件的仿真模型也叫“概率模型” 离散事件系统仿真中的一个关键问题：如何确定随机事件的发生。 实例3.