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数学仿真

发布日期:2012-09-13
外文名称: mathematical simulation  
正    文: 在计算机上对系统的数学模型进行试验的技术。又称计算机仿真。数学模型一般有两种表示方法:①用数学方程。如代数方程、微分方程、差分方程等,这类模型的试验称为连续系统仿真,仿真工具为模拟计算机、数字计算机或混合计算机。②用描述系统中各种实体之间数量关系和逻辑关系的流程图。特点是系统的状态变化是由一些在离散时刻发生的事件引起的,这类模型的试验称为离散事件系统仿真,仿真工具主要为数字计算机。数学仿真的基本步骤为:①根据试验目的建立系统的数学模型;②根据数学模型的特点选择仿真工具;③将数学模型表示成计算机能接受的形式(称为仿真模型);④对仿真模型进行计算,记录系统各状态量的变化情况;⑤输出试验结果。与物理仿真相比,数学仿真的优点是通用性强,用同一套计算机设备,配以不同仿真软件,就可对不同类型的系统(如电气系统、机械系统、热力系统、交通管理系统等)进行仿真。
  数学仿真的用途十分广泛,可用于系统生命周期的3个阶段,即系统论证分析、系统开发建立和系统运行维护。在系统论证分析阶段,用于论证新系统建立的可能性和必要性,分析原有系统存在的问题及改进的途径,减少盲目性和投资风险。在系统开发建立阶段,用于建立系统(或子系统)的动态性能,帮助现场人员进行系统调试和安装,缩短研制周期,提高工程质量。在系统运行维护阶段,用于对系统运行进行指导(如调度),训练系统的操作人员或管理人员,提高系统的运行质量。  
 
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