system工程导论复习.ppt

系统仿真的一般步骤 问题描述与定义 明确要解决的问题，以及实现目标 建立仿真模型 模型是本质属性的抽象描述和表达，是面向问题和过程的 数据采集 需要对真实系统的参数作必要的统计调查 仿真模型的确认 按照统一的标准对仿真模型的代表性进行衡量 系统仿真的一般步骤 仿真模型的编程实现与验证 使仿真程序的运行结果能精确地代表仿真模型应当具有的性能 仿真试验设计 确定仿真试验的方案 仿真模型的运行 获得的所需实验结果和数据，掌握系统的变化规律 仿真结果的输出与分析 需要在仿真输出样本的基础上，进行必要的统计推断 离散事件系统仿真特点 扩大到非工程和非数值计算领域 状态在时间上和空间上都是离散的 面向事件的，时间指针由事件的推动而随机递进的 系统变量是反映系统各部分相互作用的一些事件 系统模型则是反映这些事件的数集 仿真结果是产生处理这些事件的事件历程 仿真中的基本概念 实体 临时实体：只存在一段时间的实体， 永久实体：永久性地驻留在系统中的实体 事件 引起系统状态发生变化的行为 必须建立事件表，实现对系统中的事件进行管理 活动 表示两个可以区分的事件之间的过程，标志着系统状态的转移 进程 由若干个事件及若干个活动组成，它描述了事件及活动之间的相互关系及时序关系 仿真钟 连续系统中，可以是定步长，也可以是变步长 离散系统中，仿真钟的推进步长完全是随机的 统计计数器 一次运行得到的状态变化过程只是随机过程的一次取样，因此只有在统计意义下才有参考价值 离散事件系统建模与仿真方法 事件调度法(Event Scheduling) 时间控制程序 选择具有最早发生时间的事件 将仿真钟修改到该事件发生的时刻 调用与该事件相应的程序模块，对事件进行处理， 该事件处理完后返回时间控制程序 任何条件的测试，均在相应的事件模块中进行 是一种面向时间的仿真方法 离散事件系统建模与仿真方法 活动扫描法(activity Scanning) 系统由部件组成，部件包含活动 活动是否发生由条件是否满足而定 若条件满足，则激活相应部件的活动模块 时间控制程序较之其它条件具有更高的优先级 判断激活条件时首先判断该活动发生的时间是否满足，然后再判断其它条件 若所有条件都满足，则执行该部件的活动子例程，然后再对其它部件进行扫描 对所有部件扫描一遍后，又按同样顺序进行循环扫描,直到仿真终止 离散事件系统建模与仿真方法 进程交互法(Process interaction) 综合ES和AS的特点，采用两张事件表 首先按一定分布产生到达实体并置于FEL中，实体进入排队等待 然后对CEL进行活动扫描，判断各种条件是否满足 将满足条件的活动进行处理，仿真钟推进到服务结束并将相应实体从系统中清除 将FEL中最早发生的当前事件的实体移到CEL中，继续推进仿真钟，对CEL进行活动扫描，直到仿真结束 离散事件系统建模与仿真方法 在基于下一事件时间推进法的离散系统仿真模型中通用部件如下： 系统状态：在某一特定时间描述系统所必须的状态变量的集合 仿真钟：给出当前仿真时间值的变量 事件表：包含有每一类事件将要发生的下一时间表 统计计数器：用于保存系统性能的统计信息的变量 初始化程序：在零时刻对仿真模型进行初始化、 计时程序：由事件表确定下一事件，将仿真钟推进到该事件发生的时间子例程 事件程序：在某一类型的事件发生时修改系统的状态 报告产生程序：计算所希望的性能测量的估计值，仿真程序结束时打印报告 主程序：调用计时程序以确定下一事件，然后将控制转移到相应的事件程序，以便适当地修改系统状态 系统动力学方法简介 研究信息反馈系统动态行为的计算机仿真方法 有效地把信息反馈的控制原理与因果关系的逻辑分析结合起来 从系统的整体观出发，充分估计和研究其影响因素，不回避复杂性 注重研究系统内部的非线性相互作用、协同以及延迟效应等问题 系统动力学是面向问题的，而不是面向整个系统的 是一种计算机仿真方法，是一种连续系统仿真方法 不是预测方法，但具有一定的预测功能 系统动力学建模 步骤1~3 问题辨识与定义 明确建模目的， 面向问题而不是系统 问题源自反馈结构。 建立正规、定量的反馈结构和模型， 应用图形来描述问题、分析问题和确定参考模式 系统概念开发与结构开发 确定主要变量之间以及主要变量与其它变量之间的相互关系， 即影响问题的因果反馈结构 系统动力学仿真模型构造 从因果关系结构和SD流图表示的反馈结构来构造计算机仿真模型 系统动力学建模 步骤4~7 ： 模型行为分析 不断地完善模型 模型行为分析方式 改变模型的结构和参数来比较模型行为变化情况 对模