12仿真的定义 用通俗的话来讲,就是用一个物理的或数学的模型去“模仿”真实系统 的外型、工作过程或变化过程。因此也叫“模拟”。其英文名为: Simulation 目前使用较多的中文名词有:计算机仿真、数值仿真、数值模拟、系统仿 真、仿真、模拟等,其意义相近,但外延并不完全相同 仿真的确切定义目前尚有争议,但比较典型的定义有两种。 (1)仿真是对真实系统特性在运行时间内的模仿 该定义强调对真实系统变化规律或信息传递规律在特定条件下的相似再 现,强调了仿真对实际系统的演示性、复现性。 (2)仿真是建立系统的模型并用模型对系统进行试验研究的过程 该定义指出仿真包含建模和用模型作试验两个环节。从而强调了对系统 建模的重要性和仿真是一种试验活动的实质,因而强调了仿真对所研究系统 的探索性和预测性 在电站热力系统仿真领域,遵循第一种定义,可进行培训用实时仿真器 的开发;遵循第二种定义,可进行工程设计和过程分析用仿真器或原理型仿 真器的开发。 在仿真的定义中,有两个术语必须作进一步的解释:系统、模型
1.2 仿真的定义 用通俗的话来讲，就是用一个物理的或数学的模型去“模仿”真实系统 的外型、工作过程或变化过程。因此也叫“模拟”。其英文名为：Simulation 。目前使用较多的中文名词有：计算机仿真、数值仿真、数值模拟、系统仿 真、仿真、模拟等，其意义相近，但外延并不完全相同。 仿真的确切定义目前尚有争议，但比较典型的定义有两种。 (1) 仿真是对真实系统特性在运行时间内的模仿。 该定义强调对真实系统变化规律或信息传递规律在特定条件下的相似再 现，强调了仿真对实际系统的演示性、复现性。 (2) 仿真是建立系统的模型并用模型对系统进行试验研究的过程。 该定义指出仿真包含建模和用模型作试验两个环节。从而强调了对系统 建模的重要性和仿真是一种试验活动的实质，因而强调了仿真对所研究系统 的探索性和预测性。 在电站热力系统仿真领域，遵循第一种定义，可进行培训用实时仿真器 的开发；遵循第二种定义，可进行工程设计和过程分析用仿真器或原理型仿 真器的开发。 在仿真的定义中，有两个术语必须作进一步的解释：系统、模型
1.3系统 1、什么叫系统 适输套个绕用去第统等等如1剩 理规律不同,规模不同,而直描述它 的 处理爸的方法也 完成一是功能的诸部分的组合体,。 定规律结合、相互作用、相互依存, 以看n系统晏嘉之的,括三历有工程惑的系终 能 寨等工程 统句以是式 济、生物 环境 2、系统环境 系统环 如果要研究水电站的一个单 器: 总之:系统、子系统、系统环境都是相对的,与研究的目标有关 系统又分为连续系统和离散系统
1.3 系统 1、什么叫系统 系统这个术语已经在各个领域中应用得非常广泛，如：控制系统、汽轮 机调速系统、管理系统、经济系统、社会系统等等，这些系统所涉及的 物理规律不同，规模不同，而且描述它的形式、处理它的方法也大不相 同。 在系统仿真中系统的定义是：按一定规律结合、相互作用、相互依存， 完成一定功能的诸部分的组合体，叫系统。 从定义可以看出，系统是广义的，它概括了所有工程或非工程的系统。 它可以是一个部件，一台设备，一个热力系统，一个控制系统，一个电 站，一个电网，一个能源体系等工程系统；也可以是社会、经济、生物 、环境、管理等非工程系统。 2、系统环境 所谓系统环境是指系统以外的与之相联系的外部关系。任何一个系统都 存在于一定环境中，它要受到环境变化的影响，研究系统就必须确定它 与环境的关系，这一关系也称它为边界条件或约束条件。 系统和系统环境与研究的目标有关。例如：如果要研究火电站的一个单 元机组，则所界定的系统边界就是电网。而单元机组可分为：机、炉、 电、控各子系统，各子系统也仍然有边界，各子系统又有下级子系统。 这里提到了子系统的概念，要注意：子系统是一个相对的，如果研究的 目标是锅炉，则可以称做锅炉系统，其子系统为：过热器、再热器、汽 泡等等。如果只研究过热器，也可叫过热器系统。 总之：系统、子系统、系统环境都是相对的，与研究的目标有关。 系统又分为连续系统和离散系统
1.4模型 (1)什么叫模型 描述真实系统某种或某些特性的实体或数学方程,称为模型 模型 (2)模型分类 实物模型 数学模型 模型可分为:实物模型(或叫物理_二 模型)和数学模型两大类,每一类匾态[动态 静态 动态 又可分为静态模型和动态模型两种 静态模型是系统静态特性的表达 仿真模型 动态模型是系统动态特性的表达。 计算机仿真
1.4 模型 （1）什么叫模型 描述真实系统某种或某些特性的实体或数学方程，称为模型。 （2）模型分类 模型可分为：实物模型（或叫物理 模型）和数学模型两大类，每一类 又可分为静态模型和动态模型两种。 静态模型是系统静态特性的表达， 动态模型是系统动态特性的表达
数学模型的分类 (1)根据模型的时间集合来分 连续时间模型—用实型数来表示时间; 离散时间模型—用整型数来表示时间 混合时间模型。 (2)根据模型的状态量来分 连续变化模型——状态量的变化是连续的 离散变化模型——状态量的变化是不连续的,它只在特定的时刻 变化,而在两个特定的时刻之间保持不变 3)根据模型中各种描述变量是否存在来分,模型的描述变量包括:输 入量、输出量、状态量 如果一个模型既没有输入量,也没有有输岀量—闭式模型,反之 为开式模型。 如果一个模型没有输入量——自治模型,反之,为非自治模型。 如果一个模型没有状态量—无记忆模型,反之,为有记忆模型
数学模型的分类 ⑴根据模型的时间集合来分 连续时间模型──用实型数来表示时间； 离散时间模型──用整型数来表示时间； 混合时间模型。 ⑵根据模型的状态量来分 连续变化模型──状态量的变化是连续的； 离散变化模型──状态量的变化是不连续的，它只在特定的时刻 变化，而在两个特定的时刻之间保持不变。 ⑶根据模型中各种描述变量是否存在来分,模型的描述变量包括：输 入量、输出量、状态量。 如果一个模型既没有输入量，也没有有输出量——闭式模型,反之 ，为开式模型。 如果一个模型没有输入量──自治模型，反之，为非自治模型。 如果一个模型没有状态量──无记忆模型，反之，为有记忆模型
数学模型的分类(Con) (4)根据模型中描述变量的函数关系来分 确定模型/随机模型 线性模型/非线性模型 病态模型/非病态模型。 )从数学模型的具体形式分 状态量的轨迹 连续变化模型 离散变化模型 模连续 常微分 离散事件分为 型时间 偏微分 面向进程 的时间集 模型 连续时间 面向事件 面向活动 离散 偏微分 差分方程 合|时间 离散时间 有限状态自动机 模型 系统动力学 马尔可夫链模型
数学模型的分类（Con.） ⑷根据模型中描述变量的函数关系来分 确定模型/随机模型 线性模型/非线性模型 病态模型/非病态模型。 ⑸从数学模型的具体形式分 状态量的轨迹 连续变化模型 离散变化模型 模 型 的 时 间 集 合 连续 时间 模型 常微分 偏微分 连续时间 离散事件分为： 面向进程 面向事件 面向活动 离散 时间 模型 偏微分 离散时间 系统动力学 差分方程 有限状态自动机 马尔可夫链模型