《計(jì)算機(jī)仿真》ppt課件-文庫(kù)吧
2025-04-18 07:08 本頁(yè)面
【正文】 仿真結(jié)束 輸出結(jié)果 問(wèn)題的分析 項(xiàng)目研究計(jì)劃 仿真步驟及流程 1 系 統(tǒng) 分 析 2 模 型 構(gòu) 造 3 運(yùn) 行 與 改 進(jìn) 4 輸 出 結(jié) 果 運(yùn)行與分析 進(jìn)一步運(yùn)行 實(shí) 驗(yàn) 設(shè) 計(jì) 是 否 建立模型 收集數(shù)據(jù) 編 制 程 序 程 序 驗(yàn) 證 模 型 確 認(rèn) 否 否 否 2 時(shí)間步長(zhǎng)法 仿真時(shí)鐘 在進(jìn)行系統(tǒng)仿真時(shí)，可以把整個(gè)仿真過(guò)程分為許多相等的時(shí)間間隔，時(shí)間間隔的長(zhǎng)度可根據(jù)實(shí)際問(wèn)題分別取作秒、分、小時(shí)、天、周、月、年等。程序中按此間隔前進(jìn)的虛擬時(shí)鐘就是 仿真的時(shí)鐘 ，此時(shí)間間隔稱為 仿真時(shí)鐘的步長(zhǎng) 。 選取系統(tǒng)的一個(gè)初始狀態(tài)作為仿真時(shí)鐘的零點(diǎn)，仿真時(shí)鐘每步進(jìn)一次，就對(duì)系統(tǒng)的所有實(shí)體、屬性和活動(dòng)進(jìn)行一次前面的掃描考察，按照預(yù)定的計(jì)劃和目標(biāo)進(jìn)行分析、計(jì)算和記錄系統(tǒng)狀態(tài)的變化，這個(gè)過(guò)程一直進(jìn)行到仿真時(shí)鐘結(jié)束為止。此即為時(shí)間步長(zhǎng)仿真法。 流程圖 仿真結(jié)束 初 始 化 時(shí)間步進(jìn) 1 考察實(shí)體或活動(dòng) 發(fā)生事件或變化 處理事件子程序 更新?tīng)顟B(tài)數(shù)據(jù) 是 仿真是否完畢 否 輸出結(jié)果 是 否 時(shí)鐘步長(zhǎng)法特點(diǎn) 1) 仿真時(shí)鐘以等步長(zhǎng)前進(jìn)； 2) 在一個(gè)步長(zhǎng)內(nèi)，認(rèn)為系統(tǒng)的狀態(tài)不變； 3) 時(shí)鐘每步進(jìn)一次，就要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行一次全面的考察，即使?fàn)顟B(tài)無(wú)變化也要掃描。 例 1 池水含鹽問(wèn)題 水： 2022 m3 鹽： 2 kg 6 m3/分鐘 4 m3/分鐘 要使池中鹽水的濃度達(dá)到 ，需經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間？ 1 )系統(tǒng)分析 實(shí)體：鹽水 屬性：體積，含鹽量，含鹽率 活動(dòng)：注入，流出 實(shí)例分析 在這個(gè)問(wèn)題中，系統(tǒng)的狀態(tài)隨時(shí)間連續(xù)變化，要對(duì)這樣一個(gè)連續(xù)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，必需在一系列離散時(shí)間點(diǎn)上進(jìn)行考察，一般取等間隔時(shí)間點(diǎn)，設(shè)間隔為△ t （即仿真時(shí)鐘步長(zhǎng)）。 取 T=0作為系統(tǒng)仿真的初始時(shí)刻，當(dāng)池水中鹽的濃度達(dá)到 。 注水速度： 6, 排水速度： 4 每分鐘水的體積增加 ,6－ 4＝ 2 注入水的含鹽率： , 每分鐘向池內(nèi)注入鹽 6 ＝ 3 最終含鹽率： SF= t時(shí)刻 水的體積 VT 水的含鹽量 ST 水的含鹽率 SR 每分鐘向池外流出鹽 4 SR 每分鐘池內(nèi)鹽增加 3－ 4 SR 2) 模型構(gòu)造 ①收集、整理、分析數(shù)據(jù) 當(dāng)前時(shí)刻 t 水的體積 VT 水的含鹽量 ST 水的含鹽率 SR 下一時(shí)刻 t + △ t 水的體積 : VT + 6 △ t 水的含鹽量 : ST + 3 4 SR △ t 水的含鹽率 :水的含鹽量 /水的體積 系統(tǒng)的狀態(tài)用 VT， ST， SR 表示 ② 分析系統(tǒng)的狀態(tài)更新規(guī)則 初 始 化 : VT=2022,ST=2,SR=,t=0, △ t=1,T=0 t ←t + △ t ,T ← T + △ t 計(jì)算池水體積 VT，含鹽量 ST，含鹽率 SR 否 SR ≥ SF ? T = 10 ? 否 是 打印 t， VT,ST,SR 下一個(gè)觀察周期開(kāi)始， T ← 0 是 結(jié)束 打印 t， VT,ST,SR ③ 仿 真 流 程 在這個(gè)問(wèn)題中，系統(tǒng)的狀態(tài)隨時(shí)間連續(xù)變化，系統(tǒng)離散化后，仿真結(jié)果與離散化的時(shí)間間隔即仿真時(shí)鐘步長(zhǎng)有關(guān)，顯然步長(zhǎng)越小，結(jié)果越精確。但步長(zhǎng)越小，計(jì)算量越大。 本例中可取 △ t = 5 min △ t = 1 min △ t = min 等進(jìn)行計(jì)算，并與解析結(jié)果比較。 3) 運(yùn)行與改進(jìn) 4) 設(shè)計(jì)格式，輸出仿真結(jié)果 t VT ST SR 10 2020 20 2040 … … … … 80 2140 90 2160 … … … … 170 2340 180 2360 185 2370 △ t = 1 min的結(jié)果 思考 寫出 MATLAB程序。分別設(shè)臵 △ t = 5 min ，△ t = 1 min，△ t = min 比較仿真結(jié)果。 追擊問(wèn)題的計(jì)算機(jī)模擬 練習(xí) 如圖，正方形 ABCD的四個(gè)頂點(diǎn)各有一個(gè)人，在某一時(shí)刻，四人同時(shí)出發(fā)以勻速 v走向順時(shí)針的下一個(gè)人，如果他們的方向始終保持對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)，則最終將按螺旋狀曲線匯合于中心點(diǎn) A， 1) 求出每個(gè)人的軌跡； 2) 若四個(gè)人的速度不全相等，結(jié)果如何？ A A B C D 例 2 庫(kù)存問(wèn)題 方案編號(hào) 訂貨點(diǎn) P 訂貨量 Q 方案 1 125 150 方案 2
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