《计算机仿真技术基础》计算机仿真技术.pptxVIP

机电工程学院机电工程系李安计算机仿真技术

本门课程的目标熟悉一个概念01掌握一种方法02精通一项技术03会用一款软件04

结课方式考试+作业+上机考试：开卷（60%）作业+上机（40%）

参考文献系统仿真概论，肖田元等编，清华大学出版社现代仿真技术与应用，康风举编，国防工业出版社计算机仿真技术基础，刘瑞叶等编，电子工业出版社先进仿真技术与仿真环境，熊光楞编，国防工业出版社系统仿真与虚拟现实，吴启迪主编，化学工业出版社MATLAB7.0从入门到精通，刘保柱等编，人民邮电出版社添加标题添加标题添加标题添加标题添加标题添加标题

第1章概述ThreetopicstobediscussedWWHWhytolearnWhattolearnHowtolearn

本章学习要求理解并掌握仿真的概念、分类、作用；了解计算机仿真的发展历程、应用领域及目前研究、应用现状；熟悉掌握计算机数字仿真的基本过程。

01仿真的基本概念及其分类02系统仿真的定义、分类及作用03计算机仿真的定义及其分类04计算机仿真的发展及其应用领域05计算机数字仿真的基本过程06先进仿真技术

1.1仿真（simulation)的基本概念及其分类1.1.1系统仿真的定义、分类及其作用系统仿真的定义系统仿真是通过对系统模型的某种操作，研究一个存在的或设计中的系统。简言之，系统仿真是对系统模型的试验，即在仿真中，系统的模型在一定的试验条件下被行为产生器驱动，产生模型行为。

系统仿真的分类--系统模型分类方式物理仿真系统模型为物理模型：实物模型(PM)。数字仿真系统模型为数字模型：数学模型和几何模型（MMGM）。半物理仿真既有物理模型也有数字模型。

单击此处添加大标题内容本章目录系统仿真的作用优化系统设计。在复杂的系统建立以前，能够通过改变仿真模型结构和调整参数来优化系统设计(MM)。对系统或系统的某一部分进行性能评价(MM)。节省费用。重现系统故障，以便判断故障产生的原因(GM)。可以避免试验的危险性。进行系统抗干扰性能的分析研究(MM)。训练系统操作人员(GM)。系统仿真能为管理决策和技术决策提供依据。正因为仿真技术对国防建设、工农业生产及科学研究均具有极大的应用价值，所以，仿真技术被美国国家关键技术委员会于1991年确定为影响美国国家安全及繁荣的22项关键技术之一。

1.1.2计算机仿真(ComputerSimulation)的定义及其分类1)计算机仿真的定义计算机仿真是指应用几何和性能相似原理，构成数字模型，在计算机上对系统数字模型进行某种操作。计算机仿真又称为数字仿真。

①根据计算机分类模拟计算机仿真、数字计算机仿真、模拟数字混合仿真②根据仿真时钟与实际时钟的比例关系实时仿真、欠实时仿真、超实时仿真③根据系统模型的特性连续系统仿真、离散事件系统仿真本章目录⒉计算机仿真的分类

1.2计算机仿真的发展

及其应用领域计算机仿真的发展模拟仿真技术发展阶段,1950年以前。动因：火炮与飞行控制动力学系统的研究。混合仿真技术发展阶段，50～60年代。动因：洲际导弹和宇宙飞船飞行姿态及轨道控制动力学的研究。数字仿真技术发展阶段，70年代以后。模拟机—混合机—数字机0302050104

计算机仿真的应用类型:①系统设计器对尚未有的系统进行设计时采用仿真技术；②系统分析器对已有系统进行分析时采用仿真技术；③系统预测器在系统运行前，利用仿真模型作为预测器，向用户提供系统运行起来后，可能产生什么现象，以便用户修订计划或决策；④系统观测器在系统运行时，利用仿真模型作为观测器，给用户提供过去、现在甚至未来的信息，以便用户实时作出正确的决策，比如利用仿真技术进行故障分析和故障处理；⑤系统训练器利用仿真模型作为训练器，训练系统操作人员或管理人员

计算机仿真的应用领域从历史上看，仿真技术首先被应用于那些在实际系统进行试验有危险、花费巨大的领域，比如：航空、航天、武器系统等，以后逐渐扩大到虽然可在实际系统上进行试验，但花费较大、耗时较长、不大方便的一些领域，比如：冶金、化工、电力等；近十几年来，则进一步扩大到制造、交通、环境、生态、生物、石油等领域。综观仿真技术应用领域逐渐扩大的历史，可以得到以下几个有意义的结论：

计算机仿真应用视频#2022

1.3计算机数字仿真的基本过程为了使大家对计算机数字仿真有一个全面的了解，让我们用一个简单的例子来予以说明。

卓越的操控性、稳定性和舒适性

汽车悬挂系统

研究方法：理论方法实验方法仿真方法问题：如何分析研究并保证设计出或设计中的悬架系统具有这种卓越性能？

仿真技术与