系统仿真概述

系统仿真1系统仿真概述1.1定义及实质所谓系统仿真（system simulation），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。

系统仿真的实质是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。

1.2系统仿真的分类根据仿真所采用的模型划分，可将仿真分为数学仿真和物理仿真两大类。

物理仿真亦称为实物仿真，它是在系统生产出样机后，将系统实物全部或部分的引入回路，由于物理仿真能将系统的实际参数、数学仿真中难以考虑到的非线性因素和干扰因素引入仿真回路，因此物理仿真更接近系统的实际情况，通过仿真可以检验实物系统工作的可靠性，可以准确地调整系统元部件的参数。

数学仿真就是将数学模型编排成模拟计算机的排题图或数值计算机的程序。

这一过程是将原始数学模型转换成仿真模型，通过对计算机模型的运行达到对原始系统研究的目的，数学仿真在系统设计阶段和分析阶段是十分重要的，通过数学仿真可以检验理论设计的正确性。

1.3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。

③通过系统仿真，可以把一个复杂系统降阶成若干子系统以便于分析。

④通过系统仿真，能启发新的思想或产生新的策略，还能暴露出原系统中隐藏着的一些问题，以便及时解决。

系统时间响应及其仿真概述系统时间响应是指系统对于输入信号的变化做出的相应。

它描述了系统在时间上的动态特性，包括系统的稳定性、阻尼比、过渡过程等。

在控制系统中，系统时间响应的分析及仿真是非常重要的，它能够帮助工程师评估系统性能，并进行系统设计和调整。

系统时间响应可以通过分析系统的传递函数得到，传递函数是系统输入和输出之间的关系描述。

通过对传递函数的分析，可以获得系统的零点、极点和阻尼比等参数，进而推导出系统的时间响应。

时间响应通常用单位阶跃响应和单位冲激响应来表示。

仿真是对系统时间响应的模拟，在计算机上通过数学模型和仿真工具来模拟系统的动态特性。

仿真可以方便地对系统进行分析、优化和测试，为系统设计和调整提供参考。

在进行系统时间响应的仿真时，一般需要以下步骤：1. 确定系统的传递函数：通过系统的物理特性和传感器的性质，可以得到系统的传递函数。

传递函数的形式可以是标准形式，如一阶、二阶系统，也可以是非线性的。

2. 选择仿真工具：根据实际情况选择适合的仿真工具。

常用的仿真工具有MATLAB/Simulink、LabVIEW等。

3. 建立仿真模型：根据系统的传递函数建立仿真模型。

在仿真模型中，需要包括输入信号、传递函数和输出信号的关系。

4. 设定仿真参数：确定仿真方式、仿真步长和仿真时间等参数，并进行相应的设定。

5. 运行仿真模型：根据设定的参数，运行仿真模型，并获得系统的时间响应结果。

6. 分析仿真结果：根据仿真结果，对系统的时间响应进行分析，评估系统的性能，并进行可能的调整和优化。

通过对系统时间响应的仿真，可以直观地了解系统的动态特性，从而对系统进行设计和调整。

因此，系统时间响应的分析与仿真在控制系统设计和优化中起着重要的作用。

系统时间响应是控制系统中的重要性能指标之一，它描述了系统对输入信号变化的反应情况。

系统的时间响应能够体现系统的稳定性、动态特性以及对不同输入信号的响应速度。

通过对系统时间响应的分析和仿真，可以帮助工程师评估系统性能，并进行系统设计和调整。

sysdesim算例1. sysdesim算例概述1.1 系统仿真的基本概念：- 1.1.1 系统仿真定义：sysdesim（System Design Simulation）是一种通过模拟系统运行过程，评估系统性能和预测行为的方法。

- 1.1.2 仿真对象：在sysdesim中，仿真对象可以是各种系统，包括电子系统、通信系统、交通系统等，用于研究系统的设计和行为。

- 1.1.3 应用领域：sysdesim广泛应用于工程、科学、医学等领域，帮助工程师和研究人员优化系统设计和决策。

1.2 sysdesim算例的目的：- 1.2.1 性能评估：sysdesim算例的主要目的之一是对系统的性能进行评估，包括响应时间、资源利用率、吞吐量等。

- 1.2.2 设计验证：通过sysdesim，设计人员可以验证系统设计的有效性，检查是否满足预定的功能和性能需求。

- 1.2.3 决策支持：sysdesim算例能够为决策提供支持，例如在系统投资、升级或优化方面提供决策依据。

1.3 sysdesim算例的应用范围：- 1.3.1 电子系统设计：在电子系统领域，sysdesim用于验证硬件电路、FPGA设计等，以及评估整体系统的性能。

- 1.3.2 通信网络规划：sysdesim可用于模拟通信网络，评估网络拓扑、流量和延迟，支持网络规划和优化。

- 1.3.3 交通流模拟：在城市规划中，sysdesim可模拟交通流，评估交叉口设计、道路拥堵等情况。

2. sysdesim算例的实施步骤2.1 问题定义与系统建模：- 2.1.1 明确定义问题：在sysdesim算例中，首要任务是明确定义系统的问题和目标，明确仿真的目的。

- 2.1.2 建立系统模型：通过建模工具，将系统抽象为一组组件、输入、输出和其相互关系，构建系统模型。

2.2 参数设置与初始条件：- 2.2.1 设定系统参数：确定sysdesim算例中所用到的系统参数，包括组件特性、初始状态等。

系统仿真技术的介绍（第一章）（一）什么是系统仿真系统仿真技术在国内还是一个新事物,大家不难发现,在5年或者10年前,很少会有人谈到仿真技术,学校也没有这门课程,在网络上搜索,相关的资料也是很少。

可是近2~3年,仿真逐步在国内高校内发展起来,也逐渐在一些世界级的大企业、国家重点单位得到了应用，出现了一部分基于仿真的咨询机构，并且一度海外风险投资基金也欲介入这个潜在的市场。

现在国内在物流、供应链、工业工程等相关的网站、论坛上都能找到系统仿真的踪迹，并且也出现了一些比较有名的仿真论坛，主要有itpub的供应链仿真论坛，道于仿真论坛，还有各大仿真软件公司或者代理开设的专门的讨论区，技术支持区，人气也相当火。

姑且不论我们国内论坛的人气旺盛和实际上仿真技术应用比较低靡的巨大反差，至少也可以说这是一个良好的开端。

系统仿真是工业工程中系统工程的一个小分支,在国外已经有50多年的历史[1955，K.D. Tocher]。

尤其在美国,仿真研究已经广泛应用于企业应用，主要被应用于通讯、制造、服务、卫生、物流和军事等，为这些行业的发展提供了巨大的推动作用。

仿真和虚拟现实，有本质的区别，我们经常听到仿真枪，仿真玩具，还有比如工程仿真软件，这些都是和虚拟现实相关的可视化的设计而已。

美国的仿真著名学者Jerry Banks对系统仿真的定义是：“仿真就是实时地对现实世界的流程和系统的运作进行模拟,仿真包含人为地产生系统的“历史”，并通过观察这些“历史”数据来获得它所代表的现实系统的运作的推断。

仿真是解决很多现实世界问题不可获缺的解决工具。

仿真被用来描述和分析系统的行为，提出关于现实系统的what-if的问题，并帮助现实系统的设计。

现存的系统和概念中的系统都可以用仿真来模拟。

”采用系统仿真的方法和传统方法的区别在于仿真属于预测性技术，在不影响实际系统的情况下通过有目的的选取研究的对象，确定研究范围，抽象系统的本质进行一系列策略和参数的模拟。