計(jì)算機(jī)仿真ppt課件-wenkub
2023-05-18 07:08:38 本頁面
【正文】 王 展 青 計(jì)算機(jī)仿真是利用計(jì)算機(jī)對(duì)一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和行為進(jìn)行動(dòng)態(tài)演示，以評(píng)價(jià)或預(yù)測該系統(tǒng)的行為效果。 2)在有些真實(shí)系統(tǒng)上做實(shí)驗(yàn)會(huì)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，如在生產(chǎn)中任意改變工藝參數(shù)可能會(huì)導(dǎo)致廢品，在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中隨意將一個(gè)決策付諸行動(dòng)可能會(huì)引起經(jīng)濟(jì)混亂。 6)有些系統(tǒng)一旦建立起來之后就無法復(fù)原。 2) 系統(tǒng)邊界 每個(gè)系統(tǒng)都存在于一定的環(huán)境中 , 系統(tǒng)與環(huán)境之間的分界稱為邊界 . ?? 邊界確定了系統(tǒng)的范圍，邊界以外對(duì)系統(tǒng)的作用稱為 系統(tǒng)的輸入 ，系統(tǒng)對(duì)邊界以外環(huán)境的作用稱為 系統(tǒng)的輸出 . 3) 系統(tǒng)的三要素 實(shí)體 ：系統(tǒng)內(nèi)的對(duì)象，系統(tǒng)的組成元素 .實(shí)體確定了系 統(tǒng)的構(gòu)成，也確定了系統(tǒng)邊界。 4)系統(tǒng)狀態(tài) 系統(tǒng)的狀態(tài)是指在某一時(shí)間點(diǎn)上，實(shí)體及其屬性值的集合。 優(yōu)點(diǎn)：直接、形象、易信． 缺點(diǎn)：模型受限、易破壞、難以重用。 仿真 計(jì)算機(jī)仿真 在研究系統(tǒng)過程中，根據(jù)相似原理，利用計(jì)算機(jī)來逼真模仿研究對(duì)象。 仿真算法 ?? ?? 仿真算法是將系統(tǒng)模型轉(zhuǎn)換成仿真模型的一類算法，在數(shù)字仿真模型中起核心和關(guān)鍵作用。此即為時(shí)間步長仿真法。 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)觀察周期開始， T ← 0 是 結(jié)束 打印 t， VT,ST,SR ③ 仿 真 流 程 在這個(gè)問題中，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)鐘步長有關(guān)，顯然步長越小，結(jié)果越精確。分別設(shè)臵 △ t = 5 min ，△ t = 1 min，△ t = min 比較仿真結(jié)果。 1 )系統(tǒng)分析 實(shí)體 1：自行車 屬性：保管費(fèi)，缺貨費(fèi)，庫存量，需求量 活動(dòng)：進(jìn)貨，銷售 實(shí)體 2：訂單 屬性：從發(fā)出訂貨單到收到貨物間隔 ,訂貨費(fèi) 活動(dòng)：發(fā)出訂單，收到訂貨 這是一個(gè)隨機(jī)離散系統(tǒng)的仿真問題。 3 事件表法 事件表 事件表好像一本 記事本 ，干完一件事后就把它從記事本中勾銷，而把新的要完成的工作再登記到記事本中。 實(shí)例分析 例 1 排隊(duì)系統(tǒng) （考慮一個(gè)收款臺(tái)的排隊(duì)系統(tǒng)） 某雜貨店只有一個(gè)收款臺(tái)，顧客到達(dá)收款臺(tái)的間隔服從均值為 ，每個(gè)顧客的服務(wù)時(shí)間服從均值為 、標(biāo)準(zhǔn)差為 。 1 )系統(tǒng)分析 實(shí)體 1：顧客 C 屬性：到達(dá)時(shí)刻 CA，服務(wù)時(shí)間 CS，離開時(shí)刻 CL 活動(dòng)：到達(dá)，離開 實(shí)體 2：出納員 S 屬性：忙 S=1，閑 S=0 活動(dòng)：忙，閑 實(shí)體 3：隊(duì)列 Q 屬性：隊(duì)列長度 QL 這是一個(gè)隨機(jī)離散系統(tǒng)的仿真問題。 4 Monte Carlo 方法 Monte Carlo 方法 Monte Carlo 是世界著名賭城－摩洛哥的蒙特卡羅，在二次世界大戰(zhàn)中，美國軍方將一項(xiàng)絕密研究計(jì)劃的代號(hào)命名為 Monte Carlo ，其目的是研究鈾裂變過程中鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的能量計(jì)算問題。隨機(jī)變量的抽樣方法很多，不同的分布采用的抽樣方法不盡相同。這一速度極大的影響仿真的速度。 例 指數(shù)分布隨機(jī)數(shù)的生成 F(x)＝ 1－ eλx, x0 ， F－ 1(x)= ln(1x)/λ 抽樣方法為： x = ln(1r)/λ 1）分布函數(shù)抽樣法 生成均勻分布隨機(jī)變數(shù) r ∈ (0,1) 若 Fk－ 1 r ≤Fk 則隨機(jī)數(shù) x = xk 是 X的一個(gè)樣本。 當(dāng)粒子在某內(nèi)點(diǎn) B時(shí)，統(tǒng)計(jì)與其相連的臨點(diǎn)數(shù) k,并將臨點(diǎn)依次用 1到 k編號(hào)，然后從 1到 k中等概率地任選一個(gè)數(shù)，則粒子移到對(duì)應(yīng)此編號(hào)的點(diǎn)。 如圖所示的網(wǎng)格，由內(nèi)點(diǎn) {Q, P i, i =1,2,3,4,5 } 及邊界點(diǎn) 2)抽樣計(jì)算 在第 m輪游動(dòng)中，當(dāng)
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