第6章 计算机仿真基本概念.pptVIP

第6章 计算机仿真的基本概念 2017-6-28 1 吸沈紊素蹦拱郭肢伪爪悬偏萍沸萄赂蛀铁晓料莹铀妆出址突诽躁垦惶贡乙第6章 计算机仿真基本概念第6章 计算机仿真基本概念 2017-6-28 2 第六章 计算机仿真的基本概念 第一节 控制系统的实验方法 第二节 仿真实验的分类与性能比较 第三节 系统 模型与数字仿真 浴泛耿肩臀峰倡蹬富仆铣惭兵坪帖衡该泣阻所渣裴徊碳况胡膳豌锗菇楼标第6章 计算机仿真基本概念第6章 计算机仿真基本概念 2017-6-28 3 第一节 控制系统的实验方法 一般包含：解析法、实验法、仿真实验法 一、解析法：对控制系统进行理论分析计算。 如：研究汽车轮子悬挂系统的减震器性能及其弹簧参数变化对汽车运动性能的影响(通过理论分析来设计) 竿你漂壳融祈誓跪腹与叹岔绅苯敲抿砧蚂漱偷酿舰痒闭谅吵豆蝉裤炽穿逊第6章 计算机仿真基本概念第6章 计算机仿真基本概念 2017-6-28 4 第一节 控制系统的实验方法--解析法 纯数学分析问题 问题：由于理论不完善，对事物认识不深入，有局限性 悬挂系统动力学模型 从动力学角度出发，将系统 等效为所示模型，再由理论 分析出该模型的动态方程： 碘遇匀范培或抓奏邢业换踢酥利裕慈蔼迎碑桑娥饰殖樟堂咱冠逐状噶胺夹第6章 计算机仿真基本概念第6章 计算机仿真基本概念 2017-6-28 5 第一节 控制系统的实验方法--实验法 实验法：对于已经建立或存在的实际系统，施加一定类型的信号，测取系统响应来确定系统性能的方法。 特点：简明、直观、真实。 缺点： 1、控制系统还没有建立，无法实验。 2、实际系统不允许进行实验研究。如化工系统进行实验会导致产品报废，造成巨额损失。(如何辨识) 3、费用较高、周期较长、具危险性。如核系统航天系统 岂殷娥诉扬采榷诵搔乖次非顶俄战镑暖垣溅敷朔吓蒲圭你铁祖卡仕太蓑陀第6章 计算机仿真基本概念第6章 计算机仿真基本概念 2017-6-28 6 第一节 控制系统的实验方法--仿真实验法 仿真实验法：在模型上（物理或数学的）进行系统性能分析与研究的实验方法。 基本原则：相似原理 系统的模型分为物理模型和数学模型两类： 物理模型仿真：如船舶设计制造时，先按比例缩小建造一个模型，放在水中进行各种动态性能实验研究，满足“几何相似”。飞行器研制中，常常将实物放到“风洞”中进行实验研究，满足“环境相似”。 特点：效果好，精度高；造价高，耗时长。 数学模型仿真：用数学模型在（数字或模拟）计算机上进行仿真研究，满足“性能相似”的原则。 前提条件：建立高精度的数学模型。 循运甲蹲用殷遂臆衅坏圈甄物留涧奉母迫乳六努曹孕框签患蒲贞腐送岛喉第6章 计算机仿真基本概念第6章 计算机仿真基本概念 2017-6-28 7 第二节 仿真实验的分类与性能比较 1、按模型分类： 物理仿真、数学仿真 物理仿真特点：总有实物介入，具有实时性和在线性。构造复杂，造价高。 数学仿真特点：在（模拟或数字）计算机上进行，具有非实时性和离线性。经济、快捷。 叮克故堡至饰缀押轮环熙糊缄杆滁泻夜卖跌莎补蕉阉削饺罢住焙吓邓怪政第6章 计算机仿真基本概念第6章 计算机仿真基本概念 2017-6-28 8 第二节 仿真实验的分类与性能比较 2、按计算机类型分类 模拟仿真、数字仿真、混合仿真 模拟仿真：采用数学模型在模拟计算机上进行的实验研究。 特点： 1）描述连续的物理系统的动态过程比较自然逼真。 2）仿真速度极快，失真小，结果可靠。 3）受元器件性能影响，仿真精度较低。 4）对计算机控制系统（采样控制系统）的仿真较难。 5）实验过程的自动化程度低。 牌蠕养狄债费脾雕谆掂崭获覆存喜瘴剂怂学撑恍蕊岩惕杭馒梁奔磋妮衅丸第6章 计算机仿真基本概念第6章 计算机仿真基本概念 2017-6-28 9 第二节 仿真实验的分类与性能比较 数字仿真：采用数学模型，在数字计算机上借助于数值计算的方法进行的仿真实验。 特点： 1）计算与仿真精度高。理论上，精度可以任意高，但是受到误差累积、仿真时间等因素影响，精度不宜过高。 2）对计算机控制系统的仿真比较方便。 3）仿真实验的自动化程度较高。 4）计算速度较低。但是将来不会成为问题。 糕范坚镑稿渴商贬寐孟烃堡磺建剖企悟拳酵琳涸弯屹受晚短苑倍石征靳介第6章 计算机仿真基本概念第6章 计算机仿真基本概念 2017-6-28 10 第二节 仿真实验的分类与性能比较 混合仿真：将上述两种仿真方法结合起来的仿真实验系统。 应用场合：要求与实物连接进行实时仿真，同时又有复杂计算问题。如参数寻优、统计分析等反复迭代运算。 特点：具有上述两种仿真的优点。但复杂，价格高。 堆髓阳劲曾贡嚎垛豌借华盅哑帽叛缚氟坡怎橡炉琵榜掷锥盾蓉氓瓢账啦缕第6章 计算机仿真基本概念