(6)在对某些系统的研究中,还把装有数学模型的计算机与实物模型或 实物连接在一起进行试验,这种仿真称为半实物仿真。 (7)若按仿真试验的时间标尺与实际系统标尺的比值来分,当=1时, 称为实时仿真,当≠1时,称为非实时仿真。若<1,称为超实时仿真 1为欠实时仿真。有实物介入的半实物仿真多为实时仿真。而无实物介 入的多为非实时仿真
(6)在对某些系统的研究中,还把装有数学模型的计算机与实物模型或 实物连接在一起进行试验,这种仿真称为半实物仿真。 (7)若按仿真试验的时间标尺与实际系统标尺的比值来分,当=1时, 称为实时仿真,当≠1时,称为非实时仿真。若<1,称为超实时仿真, 1为欠实时仿真。有实物介入的半实物仿真多为实时仿真。而无实物介 入的多为非实时仿真
1.5计算机仿真的三要素及三个基本活动 1、系统、模型与仿真之间关系密 切。系统是被研究的对象,模型 实际系统 则是系统某种或某些特性的描述 般说来,模型不仅是系统的 模型 表,而且应该是系统的简化 仿真 建立 研究重点之不同,对 试验 的数学模型不是唯一的。而仿真 包含两个环节:建立模型及 学模型 数字计算机 用模型作试验。 仿真模型建立 计算机仿真的三要素及三个基本活动 系统仿真的主要内容是研究连续域内系统的动态特性而不是静态特 性;系统仿真的主要方式是数学仿真而不是实物仿真;系统仿真的主要 工具是数字计算机。因此,我们所讲的仿真的内涵就是指在数字计算机 上对连续系统的动态数学模型进行试验 3、计算机仿真包括三个要素和三个基本活动。三要素是:实际系统、 数学模型和数字计算机;联系这三个要素的三个基本活动是:模型建立 ,仿真模型建立和仿真试验(运行)
1.5 计算机仿真的三要素及三个基本活动 1、系统、模型与仿真之间关系密 切。系统是被研究的对象,模型 则是系统某种或某些特性的描述 。一般说来,模型不仅是系统的 代表,而且应该是系统的简化。 因研究重点之不同,对同一系统 的数学模型不是唯一的。而仿真 ,则包含两个环节:建立模型及 用模型作试验。 2、系统仿真的主要内容是研究连续域内系统的动态特性而不是静态特 性;系统仿真的主要方式是数学仿真而不是实物仿真;系统仿真的主要 工具是数字计算机。因此,我们所讲的仿真的内涵就是指在数字计算机 上对连续系统的动态数学模型进行试验。 3、计算机仿真包括三个要素和三个基本活动。三要素是:实际系统、 数学模型和数字计算机;联系这三个要素的三个基本活动是:模型建立 ,仿真模型建立和仿真试验(运行)
1.6计算机仿真的步骤及原则 计算杋仿真就是建立系统的动态数学模型并将建立的模型放到计算 机上运行,以分析问题,解决问题。根据上小节概括的计算机仿真 的三要素和三个基本活动,可将计算机仿真的全过程分解成以下7 个步骤: (1)界定实际系统 (2)建立数学模型 (3)建立仿真模型(含编写源程序) (4)编写仿真试验程序 (5)模型调试验证 (6)运行模型用以分析研究实际问题 (7)仿真结果处理
1.6 计算机仿真的步骤及原则 计算机仿真就是建立系统的动态数学模型并将建立的模型放到计算 机上运行,以分析问题,解决问题。根据上小节概括的计算机仿真 的三要素和三个基本活动,可将计算机仿真的全过程分解成以下7 个步骤: (1) 界定实际系统 (2) 建立数学模型 (3) 建立仿真模型(含编写源程序) (4) 编写仿真试验程序 (5) 模型调试验证 (6) 运行模型用以分析研究实际问题 (7) 仿真结果处理
(1)界定实际系统 主要是指确定仿真对象,确定仿真的目的和内容,并以此为依据,对所研究的 际系统进必要的憬定x和蟹合折:确宋系结内具体的组成部分及 个实际系统,往往是很复杂的,试图用一个“万能”的模型来描述整个系统 的所有特性和所有细 是不可能的,也是不可取的。可行的 是根据 究者感兴趣的目标,在深入认识对象的基础 成更 ,更小的系统,即作必要的简化假设,加必要的约束条件和边界 究的主要 明确系统的可控因素和不可控因 要,也 能相同的部 并在一起,比如两台并联的水泵 罍棼殷沓梵鼗果襲示加热器米代替:反之,也可进行分解,比如把过 界定系统要注意的另一个重要问题是边界条件的设定。系统边界反映了系统同 联系。这种联系表现为系统与外界 交换量,系统对外界的 外界对系统的反作用,系统与相关系统 的兼容性。从模块化 )的概念出发,我们总是希望一个系统相对地更 统对其 要注意的是,边界条件在运行 可变化的 量的函数 它可能反映了不同的运行状态或不同的设计方案,反映了外界对 系统的反作用。 约束条件的设定反映了系统的“能力”。约束条件严,系统分析解决问题的 ,但深度相对增加:约束条件松,广度较好,而深度相对减弱。通常 ,我们并不希望约束条件规定得太严。 摆定至統系往要面出系统组成示意图,直观地表示出系统的边界和内部连
(1) 界定实际系统 主要是指确定仿真对象,确定仿真的目的和内容,并以此为依据,对所研究的 实际系统进行必要的假定、简化、分解或合并,确定系统内具体的组成部分及 相互连接关系,确定边界条件和约束条件,划出一个界限。 一个实际系统,往往是很复杂的,试图用一个“万能”的模型来描述整个系统 的所有特性和所有细节几乎是不可能的,也是不可取的。可行的办法是根据研 究者感兴趣的目标,在深入认识对象的基础上,将其分解成更“单纯”的系统 ,更小的系统,即作必要的简化假设,加必要的约束条件和边界条件,突出研 究的主要问题,明确系统的可控因素和不可控因素。有时,根据某种需要,也 可把一些性能相同的部件合并在一起,比如两台并联的水泵用一台来代替,两 上串联的给水加热器用崐一个加热器来代替;反之,也可进行分解,比如把过 热器分成不同的几段来表示。 界定系统要注意的另一个重要问题是边界条件的设定。系统边界反映了系统同 外界的联系。这种联系表现为系统与外界的信息交换量,系统对外界的作用, 外界对系统的反作用,系统与相关系统或大系统的兼容性。从模块化(见1.4.4 )的概念出发,我们总是希望一个系统相对地更独立,外界或外系统对其影响 更小。另外,要注意的是,边界条件在运行中是可变化的。当边界条件是某变 量的函数时,它可能反映了不同的运行状态或不同的设计方案,反映了外界对 系统的反作用。 约束条件的设定反映了系统的“能力”。约束条件严,系统分析解决问题的广 度受限制,但深度相对增加;约束条件松,广度较好,而深度相对减弱。通常 ,我们并不希望约束条件规定得太严。 界定系统时,往往要画出系统组成示意图,直观地表示出系统的边界和内部连 接、组成关系
(2)建立数学模型 数学模型是对所研究系统的抽象和进一步简化。这种抽象和简化,因 建模者对系统的认识和理解,建模者对系统关系和注意的重点不同 建模者所收集到的与系统相关的信息之不同,以及建模采用的方法之 不同而有差别,这就是说,表示同一系统的数学模型不是唯一的 建立系统数学模型要做两件事,一是写出反映系统运动规律或特性的 变量间的关系式;二是为这些关系式提供必要的数据。 关系式通常的表达形式为:微分方程、代数方程、传递函数、差分方 程和状态方程。 提供的数据可来源于设计、实测,经验。 建立数学模型时,应考虑满足以下原则 清晰性。 2、简化性。 3、组合性 准确性 5、通用性
(2) 建立数学模型 数学模型是对所研究系统的抽象和进一步简化。这种抽象和简化,因 建模者对系统的认识和理解,建模者对系统关系和注意的重点不同, 建模者所收集到的与系统相关的信息之不同,以及建模采用的方法之 不同而有差别,这就是说,表示同一系统的数学模型不是唯一的。 建立系统数学模型要做两件事,一是写出反映系统运动规律或特性的 变量间的关系式;二是为这些关系式提供必要的数据。 关系式通常的表达形式为:微分方程、代数方程、传递函数、差分方 程和状态方程。 提供的数据可来源于设计、实测,经验。 建立数学模型时,应考虑满足以下原则: 1、清晰性。 2、简化性。 3、组合性。 4、准确性。 5、通用性