什么是系统仿真:系统仿真的基本原理

系统仿真(System Simulation)就是根据系统分析的目的,在分析系统各要素性质及其相互关系的基础上,建立能描述系统结构或行为过程,且具有一定逻辑关系或数学方程的仿真模型,据此进行实验或定量分析,以获得正确决策所需的各种信息。系统仿真可以用一定的逻辑关系式和函数关系式来反映系统内要素间的关联性,也就是说系统仿真将系统描述为一定的模型,并利用模型对系统进行实验和研究。

由此可知,第一,系统仿真是一种有效的“实验”手段,它为一些复杂系统创造了一种“柔性”的计算机实验环境,使人们有可能在短时间内从计算机上获得对系统运动规律和未来特性的认识。第二,系统仿真实验是一种计算机上的软件实验,因此它需要较好的仿真软件(包括仿真语言)来支持系统的建模仿真过程。第三,系统仿真的输出结果是在仿真过程中由仿真软件自动给出的。第四,一次仿真结果,只是对系统行为的一次抽样,因此一项仿真研究往往由多次独立的重复仿真所组成,所得到的仿真结果也只是具有一定样本量的随机样本。因此,系统仿真往往要进行多次试验的统计、推断,以及对系统的性能和变化规律做多因素的综合评估。

系统仿真的原理或实质:

第一,它是一种对系统问题求数值解的计算技术,尤其当系统无法建立数学模型时,仿真技术却能有效地处理这类问题。

第二,系统仿真是一种人为的实验手段,它和现实系统实验的差别在于,仿真实验不是依据实际环境,而是在作为实际系统映像的系统模型以及相应的“人造”环境下进行的。

第三,在系统仿真时,尽管要研究的是某些特定时刻的系统状态或行为,但仿真过程也恰恰是对系统状态或行为在时间序列内全过程的描述。换句话说,仿真可以比较真实地描述系统的运行、演变及其发展过程。

也就是说,当环境对系统产生刺激时,系统的状态就会发生变化,并且以输出的方式对环境发生影响。要了解系统的这种动态特性,就可以在计算机上不断地改变系统模型的输入变量及参数,而求解这种变化的结果,这就是系统仿真的实质。

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