【正文】 這些誤差在仿真中均予以考慮。 5） 利用數(shù)字計(jì)算機(jī)進(jìn)行半實(shí)物仿真時(shí)需要有 A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換裝置與連續(xù)運(yùn) 動(dòng)的實(shí)物相連接。 3） 計(jì)算精度高。 數(shù)字仿真的特點(diǎn)是： 1） 數(shù)值計(jì)算的延遲。 由于數(shù)字計(jì)算機(jī)只能對(duì)數(shù)碼進(jìn)行操作，所以任何系統(tǒng)在數(shù)字計(jì)算機(jī)上進(jìn)行仿真都必須將原系統(tǒng)模型變換成能在數(shù)字計(jì)算機(jī)上進(jìn)行計(jì)算的模型 即計(jì)算機(jī)程序 。 3） 易于和實(shí)物相連。 模擬仿真特點(diǎn)： 1） 能快速求解微分方程。 不管模擬計(jì)算機(jī)模擬的是什么系統(tǒng)，其變量都用電壓值表示，如 ，機(jī)解運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，其變量為距離、速度等量 ，這些量在模擬計(jì)算機(jī)上表現(xiàn)為電壓值。 與數(shù)字計(jì)算機(jī)不同，模擬計(jì)算機(jī)不僅其加（減）法器由硬件組成，其積分器、乘法器和函數(shù)器 也 是由硬件構(gòu)成的。按照所使用的計(jì)算機(jī)的種類的不同，可以將計(jì)算機(jī)仿真分為模擬計(jì)算機(jī)仿真、數(shù)字計(jì)算機(jī)仿真和混合計(jì)算機(jī)仿真。 （ 3）在專職人員訓(xùn) 練與教育方面的應(yīng)用： 系統(tǒng)仿真應(yīng)用于訓(xùn)練和教育是它應(yīng)用的另一個(gè)重要的方向。 （ 2）在系統(tǒng)理論研究中的應(yīng)用： 對(duì)系統(tǒng)理論的研究，過去主要依靠理論推導(dǎo)。因?yàn)槿暨B續(xù)變化意味著其導(dǎo)數(shù)存在。我們說系統(tǒng)是確定系統(tǒng)，是因?yàn)楹鲆暳讼到y(tǒng)的不確定因素。如何對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分類，取決于研究的目的。 e（ t） R L C 在對(duì)系統(tǒng)分析、仿真機(jī)設(shè)計(jì)之前應(yīng)首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分類。 系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)部分之間按一定的規(guī)律相互聯(lián)系相互作用。 影響系統(tǒng)活動(dòng)的因素可能很多，我們把這些因素分成兩類：一個(gè)是因部因素，一個(gè)是外部因素 1） 影響系統(tǒng)活動(dòng)的因素： a) 內(nèi)部因素（內(nèi)部環(huán)境）：在系統(tǒng)內(nèi)可改變的因素；（系統(tǒng) 參數(shù) 、內(nèi)部激勵(lì)源） b) 外部因素（外部環(huán)境）：在系統(tǒng)內(nèi)不可改變的因素（外部對(duì)系統(tǒng)的注入量）。從而形成系統(tǒng)的解題形式的連接。它的功能是實(shí)現(xiàn)電能的生產(chǎn)、傳輸和使用。 一）系統(tǒng)：具有特定功能和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的有機(jī)整體。 計(jì)算機(jī)仿真就是以計(jì)算機(jī)為 工具，用仿真理論來研究系統(tǒng)。要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)仿真首先要尋找一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)的“替身 ” ，這個(gè)“替身”被稱為系統(tǒng)模型。 激勵(lì)人們研究仿真系統(tǒng)還有許多原因。但是， 研制一個(gè)仿真 系統(tǒng) 并不是一件容 易的事情。它可作為一個(gè)理論或思想去指導(dǎo)各學(xué)科的仿真分析之中。因此，仿真技術(shù)所用到的工具應(yīng)當(dāng)加上相關(guān)科學(xué)的理論與技術(shù)。我個(gè)人認(rèn)為這是不完善的。 1）計(jì)算機(jī) ， 2）物理設(shè)備：顯示器、打印機(jī) 2） 優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì) 、可靠、實(shí)用、安全、靈活、可多次重復(fù)使用的優(yōu)點(diǎn) 。這一點(diǎn)突出表現(xiàn)在半實(shí)物仿真中。仿 真方的是一個(gè)具體的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)屬于某個(gè)具體的學(xué)科。 數(shù)學(xué)是計(jì)算機(jī)的靈魂，沒有數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)將什么也做不成。 從第三個(gè)定義可看出，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是建立在諸多科學(xué)的理論基礎(chǔ)上的。比如，下面將介紹的半實(shí)物計(jì)算機(jī)仿真。 2) 仿真是在數(shù)字計(jì)算機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)的 數(shù)字化技術(shù) 。但是人們覺得這些定義都不夠完善。 目前 ， 各國 對(duì)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的研究投入了大量的人力和財(cái)力， 這 是利益的驅(qū)使。如何實(shí)現(xiàn)這種替代，同樣應(yīng)用了計(jì)算 機(jī)仿真技術(shù)。 所謂計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)就是利用計(jì)算機(jī)去替代系統(tǒng)控制回路的硬件部分。也就是 說，不能將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù) 簡單地 理解為可以編一個(gè)好的程序從而對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)等等。 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù) 是當(dāng)今最實(shí)用的技術(shù)之一。在計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)出現(xiàn)以前，人們進(jìn)行科學(xué)技術(shù)研究的手段只有兩種： 理論研究和實(shí)驗(yàn)研究。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)學(xué)理論的發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真理論也得到了快速的發(fā)展。尤其是第四章， 離散事件仿真基礎(chǔ)。 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù) 第 1 章 概論 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)共有五章組成。這樣安排的原因是：學(xué)時(shí)的限制，其二是同學(xué)們的知識(shí) 儲(chǔ)備 不夠 ， 無法作過多的講解。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)作為一門獨(dú)立的科學(xué)理論興 起于上世紀(jì)的 40 年代?？蒲腥藛T的理論研究和解決問題能力的提高也受益于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。 可以說， 這個(gè)技術(shù) 已經(jīng)成 為科學(xué) 技術(shù) 研究的第三種手段。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù) 也為 采樣 系統(tǒng)、裝置的實(shí)現(xiàn)提供了技術(shù)上的保障。 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)就是利用仿真技術(shù)研制系統(tǒng)的一個(gè)很好的例子。在這些儀器中已經(jīng)不存在傳統(tǒng)上意義上的硬件電路，而使用數(shù)據(jù)處理器替代那些硬件。 我相信，在未來社會(huì)的發(fā)展中，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)將直接影響一個(gè)國家的科研能力和產(chǎn)品制作 。 二、 計(jì)算機(jī)仿真定義： 計(jì)算機(jī)仿真的定義實(shí)質(zhì)上是回答計(jì)算機(jī)仿真 是 做什么的，許多學(xué)者對(duì)此 給出 了 不同的 定義。 1) 利用計(jì)算機(jī) 軟件 模擬實(shí)際環(huán)境進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的綜合技術(shù)。（ B） 仿真不僅僅是數(shù)字化技術(shù)。理解他就可以了。 三、 計(jì)算機(jī)仿真的理論基礎(chǔ)： 計(jì)算機(jī)技術(shù)（軟件、硬件），相似理論，數(shù)學(xué) 理論 和相關(guān)領(lǐng)域的系統(tǒng)科學(xué) 其中，相似理論是計(jì)算機(jī)仿真的核心理論， 沒有相似理論就沒有仿真理論。它對(duì)各學(xué)科的仿真具有理論上的指導(dǎo)和技術(shù)上的支持作用。有時(shí)所用到的設(shè)備是相當(dāng)復(fù)雜和昂貴的。軟件就是指程序，對(duì)軟件的研究我們國家不 比 其 他 國家差，而對(duì)硬件的研究相對(duì)差一些。 在有些文獻(xiàn)中， 仿真計(jì)算的工具沒有提到相關(guān)科學(xué)的理論與技術(shù)。但是，當(dāng)應(yīng)用從計(jì) 算機(jī)仿真技術(shù)中所得到的成果 進(jìn) 行系統(tǒng)仿真時(shí)，無不用到相關(guān)領(lǐng)域的理論與技術(shù)。 實(shí) 物 系 統(tǒng) 過程 B 計(jì)算機(jī)數(shù)字處理過程 A 采樣控制 A/D 輸出控制 D/A 實(shí)時(shí)數(shù)字仿真過程框圖 4） 仿真技術(shù)與工程仿真的關(guān)系 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是從各學(xué)科的仿真方法中提煉出來的具有共性的問題。 隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，這門技術(shù)也蓬勃地發(fā)展起來了。由于仿真系統(tǒng)所具有的優(yōu)點(diǎn)，它的投入與其收回的效益相比還是小得多，這也是激勵(lì)人們研究仿真系統(tǒng)的一個(gè)原因。 ?????????????????????????按系統(tǒng)劃分分類物仿真）物理－數(shù)字仿真（半實(shí)）數(shù)學(xué)仿真（計(jì)算機(jī)仿真物理仿真按方針的時(shí)間尺度超實(shí)時(shí)仿真實(shí)時(shí)仿真亞實(shí)時(shí)仿真仿真分類 321.4 5．仿真步驟： a)建立系統(tǒng)模型 b)建立仿真模型 c)仿真實(shí)驗(yàn) d)仿真結(jié)果分析 6．計(jì)算機(jī)仿真的歷史及現(xiàn)狀 計(jì)算 機(jī)仿真的基本概念 1 仿真的種類 系統(tǒng)仿真是指通過系統(tǒng)模型的試驗(yàn)去研究一個(gè)已經(jīng)存在的或正在研究設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)的具體過程。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在仿真領(lǐng)域提出了大量的共同性的理論、方法和技術(shù)，所以仿真理論逐漸形成了一門獨(dú)立的學(xué)科。 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是對(duì)系統(tǒng)的研究，因此，首先介紹一下系統(tǒng)。 如電力系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)又可有一些子系統(tǒng)組成。 以圖 11 中的 RLC 電路系統(tǒng)為例： 圖 11 RLC 電路系統(tǒng) 系統(tǒng)的實(shí)體為：電阻 R；電感 L；電容 C 和激勵(lì) e（ t）； 系統(tǒng)的屬性為：電荷 q；電流 tqdd ；激勵(lì) e（ t）； R、 L、 C 的數(shù)值； 系統(tǒng)的活動(dòng)為：電振蕩（隨時(shí)間變化）。 2） 相關(guān)性 ， 反映了各組成部分相互聯(lián)系、相互制約、相互依存。 3） 目的性 ， 系統(tǒng)要完成特定的功能。 系統(tǒng)分類的 方式 很多 。嚴(yán)格上講，自然界中確定系統(tǒng)是不存在的。 C e（ t） R L 離散系統(tǒng)稱之輸入與狀態(tài)取值有限的數(shù)字系統(tǒng)：系統(tǒng)稱之隨時(shí)間連續(xù)變化的連續(xù)模擬系統(tǒng)：輸入與狀態(tài)只在某些時(shí)間點(diǎn)上有值離散系統(tǒng)：輸入與狀態(tài)在所有時(shí)間點(diǎn)上有值連續(xù)系統(tǒng)：輸入和狀態(tài) .3??? 連續(xù)系統(tǒng)的輸入與狀態(tài)在所有時(shí)間點(diǎn)上有值，并不意味著隨時(shí)間連續(xù)變化。 （ 1） 在系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)中的應(yīng)用主要有以下幾方面： a)對(duì)尚未建立起來的系統(tǒng)進(jìn)行方案論證及可行性分析，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)； b)在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中利用仿真技術(shù)可以幫助設(shè) 計(jì)人員建立系統(tǒng)模型，進(jìn)行模型簡化及驗(yàn)證，并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)； c)在系統(tǒng)建成之后，可以利用仿真技術(shù)來分析系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，尋求改進(jìn)系統(tǒng)的最佳途徑，找出最優(yōu)的控制策略。目前，在最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制和大系統(tǒng)的分解協(xié)調(diào)控制等理論問題的研究中都應(yīng)用了仿真技術(shù)。 計(jì)算機(jī)仿真的歷史及現(xiàn)狀 計(jì)算機(jī)仿真 模擬計(jì)算機(jī)仿真 數(shù)學(xué)仿真的基本工具是計(jì)算機(jī)，通常又將數(shù)學(xué)仿真稱為計(jì)算機(jī)仿真。 運(yùn)算部件的輸入輸出變量都是模擬量電壓，故稱為模擬計(jì)算機(jī)。隨著數(shù)字計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度的提高， 目前， 模擬計(jì)算機(jī)被淘汰。這里不再多述。模擬機(jī)仿真既可以進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真，又可以進(jìn)行非實(shí)時(shí)仿真。 （ 2） 數(shù)字計(jì)算機(jī)仿真 數(shù)字計(jì)算機(jī)