系统仿真优质文档课件.pptVIP

第五章系统仿真及系统动力学方法第一节：系统仿真第二节：结构模型化原理第三节：DYNAMO仿真及函数第一节：系统仿真Simulation什么是系统仿真？------概念!为什么要系统仿真？------作用!如何进行系统仿真？------方法!（一）概念及作用1.基本概念所谓系统仿真，就是利用模型对实际系统进行试验研究的过程,或通过建立和运行实际系统的仿真模型，来模仿系统的运行状态和规律，以实现在计算机上进行试验的全过程。2、为什么要系统仿真？对实际系统进行真实的物理试验很困难或者跟踪记录试验数据难以实现时，仿真技术就成为必不可少的工具。(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、系统仿真的特点系统仿真模型是面向实际过程和系统性问题的。系统仿真技术是一种实验手段，可以在短时间内通过计算机获得对系统运行规律以及未来特性的认识。系统仿真研究由多次独立的重复模拟过程所组成，需要进行多次实验的统计推断，并对系统的性能和变化规律作多因素的综合评价。系统仿真只能得到问题的一个特解或可行解，而不能得到问题的通解或最优解。（二）系统仿真方法由于连续系统和离散(事件)系统的数学模型有很大差别，所以系统仿真方法基本上分为两大类，即连续系统仿真方法和离散系统仿真方法。在以上两类基本方法的基础上，还有一些用于系统(特别是社会经济和管理系统)仿真的特殊而有效的方法，如蒙特卡洛法和系统动力学方法等。(1)．问题的描述、定义和分析；(2)．建立仿真模型；(3)．数据采集和筛选；(4)．仿真模型的确认；(5)．仿真模型的编程实现与验证；(6)．仿真试验设计；(7)．仿真模型的运行；(8)．仿真结果的输出、记录；(9)．分析数据，得出结论。1、蒙特卡洛仿真蒙特卡洛仿真(MonteCarlosimulation)通过构建可能结果的模型来替换任意存在固有不确定性的因子在一定范围的值(概率分布)-来执行某种风险分析。是依所要求的概率分布产生的随机数来模拟可能出现的随机现象，并进行相应的数值计算理论基础是机率论中的大数法则，即在相同的条件下，对事件A进行n次独立的试验，当n无限增大时，事件A的n个观测值的平均值依机率收敛于其数学期望值MonteCarlo法可以求解任何形式系统问题的数学模型通常用随机数来获得问题中随机变量的现实值MonteCarlo仿真方法随机模拟法不提供一般情况下的通用解，每次模拟就会产生由随机数所引发的在该组特定参数下的数值解每一次的一连串随机数序列都可能不一样随机模拟时，要重复执行多次，并综合分析各模拟的结果，来增加对该随机模型的了解蒙特卡洛仿真---随机数sum=0;N=10;fori=1:Nx=round(rand*100);ifx20;t=2;elseifx60t=3;elseifx68t=5;elseifx93t=7;elseifx98t=8;else;t=12;endsum=sum+t;endMean=sum/N市场营销案例③产生X的均匀分布随机数：产生多少个？2、系统动力学仿真系统动力学方法通过建立系统动力学模型(流图等)、利用DYNAMO仿真语言在计算机上实现对真实系统的仿真实验，从而研究系统结构、功能和行为之间的动态关系。系统动力学仿真的基本方法是建立系统的结构模型和量化分析模型，并将其转换为适合在计算机上编程的仿真模型，然后对模型进行仿真实验。第二节：SD结构模型化原理1、系统运行过程分析系统的状态利用状态信息进行决策决策产生行动行动导致系统状态发生变化从而形成反馈回路。四个基本要素--两个基本变量--Level、Rate一个基本思想--反馈回路2、因果关系图因果反馈回路注意：因果关系图简洁明了地反映了要素之间的因果反馈回路关系。但：10·不足以反映物质链和信息链的差别;20·也不能反映出物质的积累值和积累效应变化快慢的区别。——流图能反映出物质的积累值和积累效应变化快慢的区别3、流图流图确定反馈回路中变量状态发生变化的机制，明确表示系统各元素间的数量关系。绘制流图是SD