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电力电子电路仿真－MATLAB和PSpice应用 第1章 绪 论 计算机仿真是建立需研究系统的模型，进而在计算机上对模型进行实验研究的过程 计算机仿真方法是以计算机仿真为手段，通过在计算机上运行模型来再现系统的运动过程，从而认识系统规律的一种研究方法 计算机仿真技术是以计算机科学、系统科学、控制理论和应用领域有关的专业技术为基础，以计算机为工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行分析与研究的一门新兴技术。现代计算机仿真技术综合集成了计算机、网络、图形图像、多媒体、软件工程、信息处理、自动控制等多个高新技术领域的知识，是系统分析与研究的重要手段。 计算机仿真技术具有良好的可控性、无破坏性、安全、可靠、不受外界条件的限制、可多次重复、高效和经济性等特点 计算机仿真技术经历了模拟计算机仿真、混合计算机仿真、专用数字计算机仿真、通用数字计算机仿真等阶段，目前已进入基于网络的分布仿真阶段 第1章 绪 论 1.1 仿真的基本概念（3个基本概念） 1.1.1 系统 定义为具有一定功能，按某种规律相互联系又相互作 用着的对象之间的有机组合 任何系统的研究都需要关注3个方面的内容，即实体、属性和活动： 实体　组成系统的具体对象； 属性 实体所具有的每一项有效特性（状态和参数）； 活动 系统内对象随时间推移而发生的状态变化。 第1章 绪 论 1.1.2 模型 在科学方法论中，把模型界定为人们为了特定的研究目的而对认识对象所做的简化描述 模型方法是通过研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法 可以把模型看作是原型物质的或观念上（如数学的）的类似物 模型分为实物模型和抽象模型两大类 1. 建模活动 模型作为系统的原型在研究时的“替身”，在选择模型时，要以便于达到研究的目的为前提 模型的描述经常可以采用下述一些原则： （1）相似性 （2）切题性 （3）吻合性 （4）可辨识性 （5）简单化 （6）综合精度 第1章 绪 论 2. 模型描述的层次 模型可以在不同的抽象层次上来描述一个系统 ： （1）行为层次 （2）状态结构层次 （3）分解结构层次 3. 数学模型 数学模型是根据物理概念、变化规律、测试结果和经验总结，用数学表达式、逻辑表达式、特性曲线、实验数据等来描述某一系统的表现形式。数学模型一般是数学方程组。 计算机仿真中采用的模型是数学模型 本质是关于现实世界一小部分和几个方面抽象的数学“映像” 系统的属性用变量表示，而系统的活动则用相互关联的变量间的数学函数关系式来描述 不可能对系统作完全真实的描述，而只能根据研究目的对它作某种近似简化的描述 第1章 绪 论 1.1.3 仿真 系统仿真是建立系统、过程、现象和环境的模型（物理模型、数学模型或其他逻辑模型），在一段时间内对模型进行操作，应用于系统的测试、分析或训练。 计算机仿真3要素和3个基本活动 模型建立是通过对实际系统的观测或检测，在忽略次要因素及不可检测变量的基础上，用物理或数学的方法进行描述，从而获得实际系统的简化近似模型 仿真模型反映了系统模型（简化模型）同仿真器或计算机之间的关系，它应能为仿真器或计算机所接受，并能进行运行 仿真实验是指对模型的运行 微分方程的数字解法、离散相似法是数字仿真的基础。 第1章 绪 论 1.2 仿真的分类 第1章 绪 论 1.3 计算机仿真 从以下一些方面描述了“仿真”的概念： 对象：仿真针对的对象是系统，包括客观存在的系统与设计中的 系统。 目的：获得系统的动态行为。这是仿真的直接目的。由此而分析 系统、设计系统或进行决策是仿真活动的间接目的。 方法：通过展开系统的模型来获得系统的行为或特性。使用模型 是仿真活动的一个重要特征：这表明获得系统的行为不是 直接对系统进行操作，而是对系统的模型进行操作。为此 首先要建立系统的模型。 方法的实现：应用数值计算的方法来展开模型，获得模型在一定 输入下的输出。这是仿真与其他基于模型分析方法的主要 区别。 设施：计算机。数值计算是在计算机上进行的。 第1章 绪 论 归纳为： 计算机（数字）仿真是在计算机上，建立形式化的数学模型，然后