只需几点就可以弄懂“系统仿真”

发布时间:2019-03-11


仿真科学与技术在控制科学、系统科学、计算机科学等学科中孕育发展,并在各行各业的实际应用中成长,已经成为人类认识与改造客观世界的重要方法手段,在一些关系国家实力和安全的国防及国民经济等关键领域,如航空航天、信息、生物、材料、能源、先进制造、农业、教育、军事、交通、医学等领域,发挥着不可或缺的作用。

 

经过近一个世纪的发展,“仿真科学与技术”已形成独立的知识体系,包括由仿真建模理论、仿真系统理论和仿真应用理论构成的理论体系;由系统、模型、计算机和应用领域专业知识综合而成的知识基础;由基于相似原理的仿真建模,基于整体论的网络化、智能化、协同化、普适化的仿真系统设计和全系统、全寿命生命周期、全方位的仿真应用与管理思想综合而成的方法论。那么系统仿真到底是一个怎样的概念呢?


 


系统仿真定义:

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。

 

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。

 

系统仿真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。

 

 

系统仿真的用处:

(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。

 

(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。

 

(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。

 

(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。

 

 

系统仿真的方法:

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。 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。系统动力学方法通过建立系统动力学模型(流图等)、利用 DYNAMO 仿真语言在计算机上实现对真实系统的仿真实验,从而研究系统结构、功能和行为之间的动态关系。

 

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