第九章 仿真输出数据分析 系统建模与仿真课件.ppt

第九章 仿真输出数据分析 在大多数情况下，仿真运行结果不能直接反映系统的性质，必须收集和分析仿真所得的数据，才能了解系统的性能，把握系统的运行特征。因此，仿真输出数据分析也是系统仿真的一个重要步骤。 系统性能测度及其估计 每次运行的结果可看成从总体的一次抽样。因为抽样的结果可能会有较大的波动，也可能与真实值有很大的方差。因此，仿真模型运行一次所得的结果，不能随意用作系统的真实值，必须经过统计分析才可能接近或得到真实值。 仿真输出数据的统计分析包括对输出变量的点估计及区间估计。 常用的点估计是样本均值和样本方差： 仿真类型 仿真运行的方式可分为： 1、终态仿真——系统性能测度与仿真时间区间有关的仿真类型 2、稳态仿真——与初始状态无关。它往往需要较长的运行时间，没有终止事件，结束条件一般为充分长的仿真周期，或足够的观测样本，或以某些系统稳态判据为真等。 终态仿真结果分析 终态仿真是在某个有限持续时段[Ts，TE]运行仿真模型的一种仿真方式。终态仿真应尽量满足下列三个条件： 初始条件设置正确，且需保证每次仿真运行在相同的初始条件下运行； 保证每次运行的随机性输入数据的独立性，以保证各次运行相互独立； 假设输出结果服从正态分布，如不服从正态分布，则需进行大量次数的运行，以遵从大数定律。 对某系统作10、20、50和100次独立仿真运行，输出的某参数Y的数据如下： 4.1460 3.7351 4.1155 5.8551 3.2230 3.0149 5.2685 4.5864 5.9589 5.0147 3.3020 3.1364 4.0668 3.1603 3.5953 5.7784 4.8795 5.3901 5.7768 5.1950 4.7895 3.0971 5.7309 5.1151 3.1922 3.3009 3.5210 5.4170 5.7116 4.7536 5.6973 3.4924 4.3981 5.4496 4.0750 3.7701 4.2144 3.7866 4.6349 3.4567 5.6538 3.6588 4.2785 5.9175 4.4611 5.3271 4.6570 3.5339 4.5023 5.6765 5.8754 3.0513 3.9117 4.3990 4.5336 5.0389 5.1345 5.6003 5.0249 4.1335 3.0435 3.8551 5.9271 3.9006 4.1204 5.4273 4.6655 3.3445 4.4695 3.6014 4.2223 4.0293 5.4200 5.2506 5.9577 5.1730 3.5435 3.1785 3.4374 3.6174 5.5897 4.6609 5.9737 4.0544 3.1221 3.2552 5.9108 5.2847 3.1139 4.0019 3.4158 4.0721 3.7688 5.3270 3.6922 3.3968 5.0608 5.2152 5.3888 3.9754 求各种情况下的均值的90％置信区间。 10、20、50和100次独立仿真运行结果的均值、方差如下： 仿真次数 平均 中位数 标准差 方差 峰度 偏度 区域 10 4.57353 4.50586 1.09587 1.20094 -1.79128 -0.14404 2.83190 20 4.12619 3.94220 0.95002 0.90255 -0.74495 0.71267 2.83190 50 4.37034 4.11794 0.95668 0.91524 -1.16230 0.36909 2.93024 100 4.45637 4.39851 0.92771 0.86064 -1.33092 0.09976 2.95880 查t分布表，置信区间计算结果如下: 仿真次数 平均 标准差 临界值 置信区间下限 置信区间上限 10 4.57353 1.09587 1.833 3.938311 5.208745 20 4.12619 0.95002 1.729 3.758898 4.493488 50 4.37034 0.95668 1.676 4.143582 4.597092 100 4.45637 0.92771 1.660 4.302372 4.61037 运行次数增加置信区