Czhang-第五章系统仿真讲义.pptVIP

* 系统动力学发展历史 系统动力学是由美国MIT的福雷斯特（J.W.Forrester）于50年代提出的，并最早应用在工业管理中，称为工业动力学（Industrial Dynamics）。 最有影响的还是在70年代将系统动力学方法应用于全球人口、资源、粮食、环境等方面的未来和发展研究，通过在全世界发行的《The Club of Rome》研究报告（即《增长的极限》一书），提出了著名的世界动力学模型（World Dynamics）。 70至80年代是系统动力学发展的鼎盛时期，应用遍及社会、经济、环境、军事、国防以及工程领域的许多方面。故将该研究方法统称为系统动力学（System Dynamics，有时简称SD）。 * 系统动力学的特点 系统动力学是一种研究复杂系统的方法. 系统动力学遵循系统工程“凡系统必有结构，系统结构决定系统功能”的思想。 系统动力学是面向问题的，而不是面向整个系统的。 系统动力学是一种连续系统的计算机仿真方法。 * 系统动力学建模仿真步骤 用系统动力学方法进行建模仿真的全过程可大致分为七个阶段。（1）问题辨识与定义（2）系统概念开发与结构开发（3）系统动力学仿真模型构造（4）模型行为分析（5）模型评价（6）政策分析（7）模型使用执行 系统动力学研究问题的过程是一个迭代进行的过程，每一步都有可能反复，但每一次反复都将加深对系统和问题的理解 * DYNAMO语言 系统动力学仿真采用连续系统计算机仿真语言DYNAMO进行仿真。 DYNAMO是DYNAmic MOdel的缩写，其含义是将实际问题构造成具有反馈结构的动态模型，并通过计算机仿真得到该系统随时间变化的动态行为。 DYNAMO语言一开始就与系统动力学结合在一起，最早来源是MIT1958年编制的一个工业管理问题的计算机程序，现在已发展成有多种版本的专用仿真语言。DYNAMO也可与模型联系在一起使用，即DYNAMO模型，通常是指一个用DYNAMO语言写成的完整程序。因此，DYNAMO可以表示三重含义：一种语言、一种软件和一段程序代码。 * * * 张冲 南京邮电大学 管理学院 Email：zcbling@163.com 第五章 系统仿真 * 第五章 系统仿真 第一节 系统仿真概述 第二节 离散事件系统仿真 第三节 系统动力学 * 第一节 系统仿真概述 1 系统仿真的概念 2 系统仿真类型介绍 3 计算机仿真技术（Computer Simulation） 4 仿真技术的本质 * 1 系统仿真的概念 “仿真”一有时也译作“模拟”，是“模仿真实世界”的意思。 基本概念 所谓系统仿真，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的、且具有一定逻辑关系或数量关系的仿真模型，据此进行试验或定量分析，以获得正确决策所需的各种信息。 * 系统仿真就是在建立数学逻辑模型的基础上，通过计算机实验，对一个按照一定的决策原则或作业规则由一个状态变换为另一个状态的动态描叙和分析。对于现实世界的一些问题，我们可以通过仿真创立模型，以使我们对问题有更深的理解. * 实际系统 计算机 模型 建模 仿真 * 2、系统仿真的实质 (1) 它是一种对系统问题求数值解的计算技术。尤其当系统无法通过建立数学模型求解时，仿真技术能有效地来处理。 (2) 仿真是一种人为的试验手段。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，而是作为实际系统映象的系统模型以及相应的“人造”环境下进行的。这是仿真的主要功能。 (3) 仿真可以比较真实地描述系统的运行、演变及其发展过程。 * 3、系统仿真的作用 (1) 仿真的过程也是实验的过程，而且还是系统地收集和积累信息的过程。尤其是对一些复杂的随机问题，应用仿真技术是提供所需信息的唯一令人满意的方法。 (2) 对一些难以建立物理模型和数学模型的对象系统，可通过仿真模型来顺利地解决预测、分析和评价等系统问题。 * 4 计算机仿真技术（Computer Simulation） 是以数学理论、相似原理、信息技术、系统技术及其应用领域有关的专业技术为基础，以计算机和各种物理效应设备为工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行试验研究的一门综合技术。 * 计算机仿真语言 计算机仿真语言是具有适应系统仿真需要特点的，以问题为基础的计算机程序语言。到目前为止，主要的仿真语言有: CSSL,CSMP,DYAMO,GPASS,SLAM等等。它们主要用在管理学方面。 * 仿真类型 模型类型 计算机类型 经济性 物理仿真(模拟仿真） 物理模型 模拟计算机 费用很高 半物理仿真(混合仿真)  物理－数学模型 混合计算机 费用中