系统建模与仿真技术-系统建模与仿真技术发展

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系统仿真的概念是什么?

系统仿真的概念是根据系统分析的目的,在分析系统各要素性质及其相互关系的基础上,建立能描述系统结构或行为过程的、且具有一定逻辑关系或数量关系的仿真模型,据此进行试验或定量分析,以获得正确决策所需的各种信息。

计算机试验常被用来研究仿真模型(simulation model)。仿真也被用于对自然系统或人造系统的科学建模以获取深入理解。仿真可以用来展示可选条件或动作过程的最终结果。

仿真也可用在真实系统不能做到的情景,这是由于不可访问(accessible)、太过于危险、不可接受的后果、或者设计了但还未实现、或者压根没有被实现等。

仿真的主要论题是获取相关选定的关键特性与行为的有效信息源,仿真时使用简化的近似或者假定,仿真结果的保真度(fidelity)与有效性。模型验证(verification)与有效性(validation)的过程、协议是学术学习、改进、研究、开发仿真技术的热点,特别是对计算机仿真。

扩展资料

仿真软件分为仿真语言、仿真程序包和仿真软件系统三类。其中仿真语言是应用最广泛的仿真软件。仿真程序包是针对仿真的专门应用领域建立起来的程序系统。软件设计人员将常用的程序段设计成通用的子程序模块,并设计一个主程序模块,用于调用子程序模块。

仿真研究人员使用这种程序包可免去繁重的程序编制工作。仿真程序包除不具备仿真软件的功能①以外,至少具备功能②、③、④中的任一种。

仿真软件系统以数据库为核心将仿真软件的所有功能有机地统一在一起,构成一个完善的系统。它由建模软件、仿真运行软件(语言)、输出结果分析报告软件和数据库管理系统组成。

型科学计算、复杂系统动态特性建模研究、过程仿真培训、系统优化设计与调试、故障诊断与专家系统等,提供通用的、一体化的、全过程支撑的,基于微机环境的开发与运行支撑平台。软件采用了动态内存机器码生成技术、分布式实时数据库技术和面向对象的图形化建模方法,在仿真领域处于国内领先水平。

它主要用于能源、电力、化工、航空航天、国防军事、经济等研究领域,既可用于科研院所的科学研究,也可用于实际工程项目。

参考资料来源:百度百科-系统仿真

建模与仿真的相同与异同

模拟与仿真

在基于 DSP 的开发设计中,模拟与仿真的作用很容易使人混淆,因为粗略看来,它们执行的功能非常相似。从最简单的方面讲,模拟与仿真的主要区别在于模拟完全是在软件中完成的,而仿真则是在硬件中进行。但是如果要更深入探究的话,每种工具的唯一特性与强大的优势是非常明显的。两者之间取长补短,共同提供了它们无法单独拥有的优势。

从传统意义上讲,模拟是在设计的最初阶段开始进行,这期间设计人员会借助它来对初始代码进行评估。开发人员需在设计进程的初期阶段--一般在获得硬件前的几个月--使用模拟器对复杂的多核系统进行建模。这使得在无需原型器件的情况下对各种设计配置进行评估成为可能。此外,当设计人员运行核心代码并对之进行不同的更改时,软件模拟可以采集到大量的调试数据。通过模拟会影响代码效果的DSP 及所有外设的性能,软件模拟有可能确定最有效的应用设计。

然而,以往模拟器的缓慢速度使之无法得到广泛的应用。为了提高效率,必须加快模拟器的速度,才能实现针对复杂 DSP 应用所需的大量数据采集。由于模拟器速度缓慢,设计人员往往在开发周期的后期阶段当获得硬件原型后才进行调试与分析--这样的过程会造成巨大的时间与成本的浪费。随着快速模拟技术与数据采集工具的推出,开发人员仅需几分钟便可采集大量数据,而非先前或同类竞争模拟器所需要的数小时。模拟器在设计与调试过程中是一种非常重要的工具,因为它能够反复地运行相同的模拟过程,而基于硬件的评估会因中断等外部事件所导致的变化而无法实现这一过程。此外,模拟器还具有高度的灵活性,可独立对 CPU 进行深入分析,或可用于对整个系统进行建模。模拟器可轻松地进行配置,能够与各种存储器及外设相集成。由于设计人员正在对硬件进行建模,因而他们实际上可以将更多的东西构建到模型中去,使之可提取更多的数据来支持高级分析功能。

系统建模与仿真的含义

在分析、研究、和预测系统中,必须要对系统抽象,建立仿真模型,通过相关软件,研究和改善系统!

什么是系统仿真

所谓系统仿真,就是根据系统分析的目的,在分析系统各要素性质及其相互关系的基础上,建立能描述系统结构或行为过程的、且具有一定逻辑关系或数量关系的仿真模型,据此进行试验或定量分析,以获得正确决策所需的各种信息。系统仿真的实质 (1)它是一种对系统问题求数值解的计算技术。尤其当系统无法通过建立数学模型求解时,仿真技术能有效地来处理。 (2)仿真是一种人为的试验手段。它和现实系统实验的差别在于,仿真实验不是依据实际环境,而是作为实际系统映象的系统模型以及相应的“人造”环境下进行的。这是仿真的主要功能。 (3)仿真可以比较真实地描述系统的运行、演变及其发展过程。系统仿真的作用 (1)仿真的过程也是实验的过程,而且还是系统地收集和积累信息的过程。尤其是对一些复杂的随机问题,应用仿真技术是提供所需信息的唯一令人满意的方法。 �6�1 (2)对一些难以建立物理模型和数学模型的对象系统,可通过仿真模型来顺利地解决预测、分析和评价等系统问题。 �6�1 (3)通过系统仿真,可以把一个复杂系统降阶成若干子系统以便于分析。 �6�1 (4)通过系统仿真,能启发新的思想或产生新的策略,还能暴露出原系统中隐藏着的一些问题,以便及时解决。系统仿真方法 系统仿真的基本方法是建立系统的结构模型和量化分析模型,并将其转换为适合在计算机上编程的仿真模型,然后对模型进行仿真实验。 �6�1 由于连续系统和离散(事件)系统的数学模型有很大差别,所以系统仿真方法基本上分为两大类,即连续系统仿真方法和离散系统仿真方法。 在以上两类基本方法的基础上,还有一些用于系统(特别是社会经济和管理系统)仿真的特殊而有效的方法,如系统动力学方法、蒙特卡洛法等。

什么是仿真?什么是建模?区别?

一、作用不同

1、仿真

随着军事和科学技术的迅猛发展,仿真已成为各种复杂系统研制工作的一种必不可少的手段,尤其是在航空航天领域,仿真技术已是飞行器和卫星运载工具研制必不可少的手段,可以取得很高的经济效益。

2、建模

模拟的作用表现在:

①能对高度复杂的内部交互作用的系统进行研究和实验。

②能设想各种不同方案,观察这些方案对系统的结构和行为的影响。

③能反映变量间的相互关系,说明哪些变量更重要,如何影响其他变量和整个系统。

④能研究不同时期相互间的动态联系,反映系统行为随时间变化而变化的情况。

二、意义不同

1、仿真

海湾战争期间“爱国者”导弹和“飞毛腿”导弹之间的较量,也反映出了仿真模拟的参与。现代战略导弹的进攻威力很大,射程很远,更要命的是常常装有多个真真假假的弹头,用来迷惑敌方,以便顺利突破敌方强大的防空网。

2、建模

建模是在设计的最初阶段开始进行,这期间设计人员会借助它来对初始代码进行评估。开发人员需在设计进程的初期阶段--一般在获得硬件前的几个月使用模拟器对复杂的多核系统进行建模。

扩展资料

在仿真硬件方面,从60年代起采用数字计算机逐渐多于模拟计算机。混合计算机系统在70年代一度停滞不前,80年代以来又有发展的趋势,由于小型机和微处理机的发展,以及采用流水线原理和并行运算等措施,数字仿真运算速度的提高有了新的突破。

例如利用超小型机 VAX 11-785和外围处理器AD-10联合工作可对大型复杂的飞行系统进行实时仿真。

在仿真软件方面,除进一步发展交互式仿真语言和功能更强的仿真软件系统外,另一个重要的趋势是将仿真技术和人工智能结合起来,产生具有专家系统功能的仿真软件。

仿真模型、实验系统的规模和复杂程度都在不断地增长,对它们的有效性和置信度的研究将变得十分重要。同时建立适用的基准对系统进行评估的工作也日益受到重视。

参考资料来源:百度百科-仿真

参考资料来源:百度百科-模拟

系统建模与仿真的介绍

《系统建模与仿真》是2008年清华大学出版社出版的图书,作者是吴重光。本书特点是注重理论联系实际、突出工程实践内容和实用有效的建模方法。全书从定量和定性两个方面阐述了系统建模与仿真的基本原理、计算方法和本领域当前的先进技术。主要内容包括过程系统仿真的应用领域和进展,定量仿真建模常用方法及工业应用案例,数值积分原理、实用算法与计算程序,定性仿真基本原理,复杂过程系统定性建模方法,定性模型的推理解法,定性仿真技术在过程系统危险识别与分析、故障诊断和智能仿真训练等方面的应用案例。


原文链接:http://527256.com/18965.html

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