文档介绍：第八章系统仿真
电气工程学院
系统科学与工程学系
内容简介
系统仿真概述
连续系统仿真
离散事件系统仿真
系统动力学仿真
仿真软件介绍
概述
系统仿真概念:
是一种通过实验来求解问题的技术
基础:
分析系统各要素性质及其相互关系
建立能描述系统结构和行为且具有一定逻辑关系和数学性质的仿真模型
目的:
根据仿真模型对系统进行试验和定量分析
获得决策所需的信息
系统仿真的实质
是一种对系统问题求数值解的计算技术,能有效地处理复杂的无法建立数学模型系统并求解这类问题
是一种人为的试验手段,是实际系统映像的系统模型在相应的“人造”环境下进行的
可以对系统状态(或行为)在时间序列内的全过程进行描述,可以比较真实地描述系统的运行、演变及其发展过程
仿真的求解和试验主要是在计算机上实现的
仿真方法优、缺点及应用场合
优点:
可以采用与实际系统更为接近的模型,而不限于系统模型形式:如线性代数方程、线性微分方程等
缺点:
只能得到特解,而不是通解
适用场合:
在实际系统上进行试验有危险性、成本过高或周期过长。
无法或难以在实际系统上进行试验
系统模型比较复杂,又难以近似简化
系统仿真的类型
按应用领域分类:
生产管理仿真、工程技术仿真、军事仿真、科学试验
按结构形式分类
简单式仿真、串联式仿真、扩展式仿真、分析式仿真
按模拟实验的方法分类
物理仿真法、数学仿真法
按系统中事件出现的特性分类
随机性仿真、确定性仿真
按照系统中实体或活动的动态形式分类
连续系统的仿真、离散系统的仿真
按仿真的手段分类
手工仿真、计算机仿真
系统仿真的一般步骤
问题描述与定义
明确要解决的问题,以及实现目标
建立仿真模型
模型是本质属性的抽象描述和表达,是面向问题和过程的
数据采集
需要对真实系统的参数作必要的统计调查
仿真模型的确认
按照统一的标准对仿真模型的代表性进行衡量
系统仿真的一般步骤
仿真模型的编程实现与验证
使仿真程序的运行结果能精确地代表仿真模型应当具有的性能
仿真试验设计
确定仿真试验的方案
仿真模型的运行
获得的所需实验结果和数据,掌握系统的变化规律
仿真结果的输出与分析
需要在仿真输出样本的基础上,进行必要的统计推断
内容简介
系统仿真概述
连续系统仿真
离散事件系统仿真
系统动力学仿真
仿真软件介绍
连续系统仿真概述
特点:
状态变化是在连续的时刻产生
通常以微分方程或传递函数来描述
须先将连续模型变换为离散化的模型
建立离散化模型方法:
应用数值积分法把微分方程化成不同的迭代算式
直接用常系数差分方程近似“等效”原来的常系数微分方程
目前仿真程序或仿真语言较多是基于数值积分法