【新手贴】仿真建模的初步认识--自己总结的,请指正
计算机仿真也称计算机模拟,是借助高速、大存贮量数字计算机及相关技术,对复杂的真实系统的运用过程或状态进行数字化模仿的技术,所以也称为数字仿真。其实质是在系统模型的仿真模型上进行模拟实验(仿真实验)的过程。通过计算机仿真,可以对实际系统运行状态和变化规律进行评估和预测,进而对真实系统的设计和结构进行改善和优化,以较小的代价获取时间,空间,产量等各方面的超值回报。
随着计算机仿真技术的不断发展,其在国民经济各领域的应用已越来越广泛。计算机仿真已成为工程设计,航空航天,交通运输,经济管理,生态环境,通讯网络和计算机集成等复杂系统领域里不可缺少的分析,研究,设计,评价,决策和训练的重要手段。
进入上个世界90年代,计算机仿真技术又朝智能化仿真(仿真技术和人工智能相结合),分布式并行处理仿真,仿真支持系统等方向发展。
然后,无论是什么样子的仿真,都是以系统数学建模为基础,在一定假设条件下进行信心处理,进而在仿真的基础上进行实验研究。
计算机仿真包括三个要素,即系统,模型和计算机。联系这三个要素的有三个活动:系统模型建立,仿真模型建立和仿真实验。
仿真是基于模型的活动,所以模型是基础。仿真的步骤一般如下:
1.
针对实际系统建立实体模型(系统模型)。
模型与真实世界之间最重要的关系之一就是抽象和映射。实际上模型都只能是对实际系统的有限映射。如果存在一个复杂程度适度的抽象模型,它详细而准确的描述一个给定的系统,则认为仿真的基础是牢固的。所以为了使模型具有可信性,必须具备对系统的先验知识和必要的实验数据。这个阶段需要完成明确研究对象,划分系统边界,分析系统各要素间的层次关系和影响关系等工作。
2.
据实体模型建立仿真模型
对实体模型进行形式化处理,以得到计算机仿真所需要的数学描述。在这个过程中,需要选择合适的算法,以建立达到一点稳定性,精确性和速度要求的数学模型。系统数学模型根据状态描述及变化方式可以划分为连续变量系统和离散时间系统变化模型。
连续变量动态系统(CVDS)的建模可采用常、偏微分方程,差分方程,系统东动力学,自回归(AR)等模型。离散时间动态系统(DEDS)是指受时间驱动,系统状态跳跃式变化,系统关系较复杂。目前常用的建模方法有:排队论,网络图,形式语言与自动机,随机过程描述法和抽象代数等方法。
数学模型建立完毕之后进行程序设计,即将仿真模型实现为计算机能执行的程序。程序设计里体现仿真的具体要求,包括运行参数,控制参数,输出要求等。
3.
在计算机上进行仿真实验
仿真实验就是在仿真软件上进行多方面,多层次的实验,得到相应的输出,同时软件也可集成对实验结果的分析,检验。仿真程序结果以直观的图表和数据给实验者提供决策支持。
[ 本帖最后由 robbins 于 2007-10-28 16:45 编辑 ]