計算機仿真ppt課件-展示頁
2025-05-12 07:08本頁面
【正文】 個系統(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，邊界以外對系統(tǒng)的作用稱為 系統(tǒng)的輸入 ，系統(tǒng)對邊界以外環(huán)境的作用稱為 系統(tǒng)的輸出 . 3) 系統(tǒng)的三要素 實體 ：系統(tǒng)內(nèi)的對象，系統(tǒng)的組成元素 .實體確定了系 統(tǒng)的構(gòu)成，也確定了系統(tǒng)邊界。 1)難以用數(shù)學(xué)公式描述的系統(tǒng)，或者沒有求解的有效數(shù)學(xué)方法； 2)雖然可以用解析方法解決問題，但數(shù)學(xué)的分析與計算過于復(fù)雜，這時計算機仿真可能提供簡單可行的求解方法； 3)希望能在較短的時間內(nèi)觀察到系統(tǒng)發(fā)展的全過程，以估計參數(shù)對系統(tǒng)行為的影響； 4)難以在實際環(huán)境中進(jìn)行實驗和觀察時，計算機仿真是唯一可行的方法，例如太空飛行的研究； 5)需要對系統(tǒng)或過程進(jìn)行長期運行的比較，從大量方案中尋找最優(yōu)方案。 6)有些系統(tǒng)一旦建立起來之后就無法復(fù)原。 4)在實際系統(tǒng)上做實驗時，很難保證每次操作的條件相同，因而對實驗結(jié)果的好壞很難作出正確的判斷。 2)在有些真實系統(tǒng)上做實驗會影響系統(tǒng)的正常運行，如在生產(chǎn)中任意改變工藝參數(shù)可能會導(dǎo)致廢品，在經(jīng)濟活動中隨意將一個決策付諸行動可能會引起經(jīng)濟混亂。 計算機仿真在航空、機電、冶金等工業(yè)部門及社會經(jīng)濟、交通運輸、生態(tài)系統(tǒng)等方面有著廣泛的應(yīng)用，已成為分析、研究和設(shè)計各種系統(tǒng)的重要手段。計 算 機 仿 真 2. 時間步長法 3. 事件表法 4. Monte Carlo 方法 武漢理工大學(xué)理學(xué)院 數(shù)學(xué)系 王 展 青 計算機仿真是利用計算機對一個實際系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和行為進(jìn)行動態(tài)演示，以評價或預(yù)測該系統(tǒng)的行為效果。它是解決較復(fù)雜的實際問題的一條有效途徑。 一 .什么是計算機仿真 緒 論 二 . 為什么要進(jìn)行計算機仿真 1)在一個實際系統(tǒng)還沒有建立起來之前，要對系統(tǒng)的行為或結(jié)果進(jìn)行分析研究時，計算機仿真是一種行之有效的方法。 3)當(dāng)人是系統(tǒng)的一部分時，他的行為往往會影響實驗的效果，這時最好對系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究。 5)在實際系統(tǒng)上做實驗可能會花費很長的時間，費用太高或者有危險，使得實驗不易進(jìn)行。例如要投資建立一個大型企業(yè)，要分析它建成之后的經(jīng)濟效益和社會效益，不能用建立起來試試看的辦法，因為建成后就無法回到原來的狀態(tài)了。 三 . 適合用計算機仿真解決的問題 1. 系統(tǒng)仿真概論 系統(tǒng) 1) 系統(tǒng) 一些具有特定的功能、相互之間以一定的規(guī)律聯(lián)系的對象所組成的總體。 屬性 ：系統(tǒng)內(nèi)實體的有效特征，它可以是文字型、數(shù) 字型或邏輯型 .屬性也稱為描述變量，描述每一 實體的特征。 活動定義了系 統(tǒng)內(nèi)部實體之間的相互作用，從而確定了系統(tǒng) 內(nèi)部發(fā)生的變化過程。 在任意給定的時間，對系統(tǒng)所有實體、屬性和活動的情況，都用系統(tǒng)狀態(tài)加以描述。 5) 系統(tǒng)類型 確定型系統(tǒng) 隨機系統(tǒng) 按活動是否具有隨機性分 5) 系統(tǒng)類型 連續(xù)型系統(tǒng) 離散型系統(tǒng) 按狀態(tài)是否隨時間連續(xù)變化分 系統(tǒng) S={ 時間基；輸入集；內(nèi)部狀態(tài)集；狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù)；輸出集；輸出函數(shù) } 時間基是描述系統(tǒng)變化的時間坐標(biāo)； 模型 模型 —— 實際系統(tǒng)本質(zhì)的抽象與簡化 物理模型 — 采用一定的比例按真實系統(tǒng)的 “ 樣子 ” 制作 數(shù)學(xué)模型 — 用數(shù)學(xué)表達(dá)式形式來描述系統(tǒng)的內(nèi)在規(guī)律 系統(tǒng)模型水平 — 模型描述的詳細(xì)程度 物理仿真 ：在沒有計算機以前，仿真都是利用實物或者它的模型來進(jìn)行研究的，又稱物理仿真。 數(shù)學(xué)仿真： 對實際系統(tǒng)進(jìn)行抽象，并將其特性用數(shù) 學(xué)關(guān)系加以描述而得到系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，對數(shù)學(xué)模型進(jìn)行實驗的過程稱為數(shù)學(xué)仿真。 計算機技術(shù)的發(fā)展為數(shù)學(xué)仿真創(chuàng)造了環(huán)境。研究對象可以是真實的系統(tǒng)，也可以是設(shè)想中的系統(tǒng)。 計算機仿真可以用于研制產(chǎn)品或設(shè)計系統(tǒng)的全過程中，包括方案論證、技術(shù)指標(biāo)確定、設(shè)計分析、生產(chǎn)制造、試驗測試、維護(hù)訓(xùn)練、故障處理等各個階段。 ?? ?? ?? ?? 仿真結(jié)束 輸出結(jié)果 問題的分析 項目研究計劃 仿真步驟及流程 1 系 統(tǒng) 分 析 2 模 型 構(gòu) 造 3 運 行 與 改 進(jìn) 4 輸 出 結(jié) 果 運行與分析 進(jìn)一步運行 實 驗 設(shè) 計 是 否 建立模型 收集數(shù)據(jù) 編 制 程 序 程 序 驗 證 模 型 確 認(rèn) 否 否 否 2 時間步長法 仿真時鐘 在進(jìn)行系統(tǒng)仿真時，可以把整個仿真過程分為許多相等的時間間隔，時間間隔的長度可根據(jù)實際問題分別取作秒、分、小時、天、周、月、年等。 選取系統(tǒng)的一個初始狀態(tài)作為仿真時鐘的零點，仿真時鐘每步進(jìn)一次，就對系統(tǒng)的所有實體、屬性和活動進(jìn)行一
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