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系统仿真技术在工业领域中的应用随着科技的不断进步和工业领域的不断发展，越来越多的企业开始意识到，将仿真技术应用到生产中，可以大大提高生产效率和质量，降低生产成本，进而提升整个企业的竞争力。
其中，系统仿真技术就是一种非常有效的工具。
系统仿真，简单来说，就是使用计算机技术对一个系统进行模拟，从而研究该系统的性能、缺陷和优化方案。
在工业领域中，系统仿真技术被广泛应用于产品设计、工艺分析、生产调度等多个环节。
产品设计是工业领域中最常见的应用场景之一。
在使用系统仿真技术进行产品设计时，我们可以通过建立产品虚拟模型，对其进行性能测试、工艺分析等，从而找出设计缺陷和优化方案。
例如，在汽车设计中，可以通过建立汽车的虚拟模型，对其进行碰撞测试、制动测试等，从而提高汽车的安全性和性能。
另一个广泛应用系统仿真技术的场景是工艺分析。
在工厂的生产线上，每一个工序都是相互关联、相互制约的。
一旦有一个工序出现了问题，就可能会影响整个生产线的效率。
使用系统仿真技术，我们可以建立一个生产线的虚拟模型，从而对每一个工序的效率、产能进行仿真分析，找出瓶颈和优化方案。
生产调度也是系统仿真技术广泛应用的领域之一。
在一家重工企业中，产品种类多、生产线较长，如何合理地安排生产调度，保证产品的准时交付，同时又不浪费物料和人力资源，是一个非常重要的问题。
使用系统仿真技术，我们可以对整个生产过程进行仿真模拟，优化调度方案，从而实现生产效率和质量的最优化。
当然，在应用系统仿真技术时，也需要注意一些问题。
首先，模型建立的准确性和真实性是关键因素。
只有建立出准确、真实的模型，才能得出可靠性高的仿真结果。
其次，仿真结果需要和实际生产数据进行对比和验证。
只有经过验证，才能确定其可信度。
最后，仿真结果只是提供了一种分析工具，最终的决策还需要考虑实际情况、成本和效益等多个因素。
总之，系统仿真技术在工业领域中的应用是非常广泛和重要的。
它可以帮助企业提高生产效率和质量，降低生产成本，进而提升竞争力。
系统仿真技术在工程设计中的应用近年来，随着科技的不断进步和工程设计的复杂性不断增加，系统仿真技术在工程设计中的应用变得越来越重要。
系统仿真技术通过模拟真实系统的运行过程，帮助工程师预测和评估设计方案的效果，从而提高设计的准确性和效率。
本文将探讨系统仿真技术在工程设计中的应用，并分析其优势和挑战。
首先，系统仿真技术在工程设计中的应用可以帮助工程师评估设计方案的可行性和效果。
在设计一个复杂的系统时，很难通过纸面计算和实验来准确预测系统的性能和行为。
而通过系统仿真技术，工程师可以建立一个虚拟的系统模型，模拟系统的运行过程，并根据模拟结果来评估设计方案的可行性。
例如，在建筑设计中，工程师可以使用系统仿真技术来模拟建筑物的结构和材料的应力分布，从而评估设计方案的安全性和可靠性。
其次，系统仿真技术在工程设计中的应用可以帮助工程师优化设计方案。
通过系统仿真技术，工程师可以比较不同设计方案的性能差异，并找到最优的设计方案。
例如，在汽车设计中，工程师可以使用系统仿真技术来模拟车辆的动力系统和悬挂系统，从而优化车辆的燃油效率和行驶稳定性。
这种基于仿真的优化设计方法不仅可以提高产品的性能，还可以降低成本和时间成本。
此外，系统仿真技术在工程设计中的应用还可以帮助工程师解决设计中的难题和风险。
在设计一个新型产品或解决一个复杂的技术问题时，工程师往往面临着很多不确定性和风险。
而通过系统仿真技术，工程师可以在虚拟环境中模拟不同的设计方案，预测可能出现的问题，并采取相应的措施来降低风险。
例如，在航空航天领域，工程师可以使用系统仿真技术来模拟飞行器的飞行过程，评估设计方案的安全性和可靠性，从而减少事故的发生概率。
然而，尽管系统仿真技术在工程设计中有很多优势，但也面临一些挑战。
首先，系统仿真技术需要大量的计算资源和时间。
建立一个准确的系统模型和进行大规模的仿真计算需要强大的计算机和算法支持。
此外，系统仿真技术还需要工程师具备专业的仿真技能和经验，才能正确地建立和分析系统模型。
系统仿真技术的研究与应用随着科技的不断发展，系统仿真技术已成为了一种重要的工具和手段。
它能够模拟真实世界中的系统，并在虚拟环境中对其进行测试、分析和优化。
因此，系统仿真技术在很多领域都有着广泛的应用和研究。
一、系统仿真技术的研究在系统仿真技术的研究过程中，最重要的是建模。
建模的目的是将真实世界中的系统抽象出来，转化为计算机程序能够理解和处理的形式。
建模需要针对不同的系统进行不同的处理方式，其中最重要的一步就是确定系统的关键因素和变量，以及它们之间的相互关系。
除了建模，系统仿真技术还需要针对不同的应用领域进行专门研究。
例如，在军事仿真领域中，需要针对各种不同的战争场景进行研究，并探究如何通过仿真技术来提高实战中的战术和作战效果。
在工业制造领域中，需要研究如何通过仿真来优化生产流程，提高产品质量和生产效率。
在航空航天领域中，需要研究如何通过仿真来优化飞行器的设计和控制系统，提高飞行器的安全性和性能。
二、系统仿真技术的应用系统仿真技术的应用领域非常广泛，下面就几个典型的应用领域进行简要介绍：1.军事仿真在军事仿真领域中，系统仿真技术是一种非常重要的手段。
它可以帮助军方进行各种战术和战争场景的模拟，提高作战效果。
例如，在实战中，往往需要进行复杂的战略决策和调度，如果能够通过仿真技术来进行虚拟演练和测试，就能够更好地评估各种战术和作战方案的优劣，从而更好地指导实战。
2.工业制造在工业制造领域中，系统仿真技术可以帮助企业优化生产流程，提高产品质量和生产效率。
例如，在生产汽车零部件时，可以通过仿真来模拟零部件的生产流程，找出其中的瓶颈和优化点，从而提高整个生产线的效率和质量。
3.航空航天在航空航天领域中，系统仿真技术可以帮助专家优化飞行器的设计和控制系统，提高飞行器的安全性和性能。
例如，在设计新型飞机时，可以通过仿真来模拟飞机的飞行特性和控制系统，找出其中的问题和优化点，从而提高整个飞机的性能。
三、系统仿真技术的挑战与未来虽然系统仿真技术在很多领域都有着广泛的应用和研究，但是它也面临着一些挑战。
何为仿真？1定义仿真技术是利用计算机并通过建立模型进行科学实验的一门多学科综合性技术。
它是它具有经济、可靠、实用、安全、可多次重用的优点。
仿真是对现实系统的某一层次抽象属性的模仿。
人们利用这样的模型进行试验，从中得到所需的信息，然后帮助人们对现实世界的某一层次的问题做出决策。
仿真是一个相对概念，任何逼真的仿真都只能是对真实系统某些属性的逼近。
仿真是有层次的，既要针对所欲处理的客观系统的问题，又要针对提出处理者的需求层次，否则很难评价一个仿真系统的优劣。
传统的仿真方法是一个迭代过程，即针对实际系统某一层次的特性（过程），抽象出一个模型，然后假设态势（输入），进行试验，由试验者判读输出结果和验证模型，根据判断的情况来修改模型和有关的参数。
如此迭代地进行，直到认为这个模型已满足试验者对客观系统的某一层次的仿真目的为止。
模型对系统某一层次特性的抽象描述包括：系统的组成；各组成部分之间的静态、动态、逻辑关系；在某些输入条件下系统的输出响应等。
根据系统模型状态变量变化的特征，又可把系统模型分为：连续系统模型——状态变量是连续变化的；离散（事件）系统模型——状态变化在离散时间点（一般是不确定的）上发生变化；混合型——上述两种的混合。
2发展历程仿真是一种特别有效的研究手段。
20世纪初仿真技术已得到应用。
例如在实验室中建立水利模型，进行水利学方面的研究。
40～50年代航空、航天和原子能技术的发展推动了仿真技术的进步。
60年代计算机技术的突飞猛进，为仿真技术提供了先进的工具，加速了仿真技术的发展。
利用计算机实现对于系统的仿真研究不仅方便、灵活，而且也是经济的。
因此计算机仿真在仿真技术中占有重要地位。
50年代初，连续系统的仿真研究绝大多数是在模拟计算机上进行的。
50年代中期，人们开始利用数字计算机实现数字仿真。
计算机仿真技术遂向模拟计算机仿真和数字计算机仿真两个方向发展。
在模拟计算机仿真中增加逻辑控制和模拟存储功能之后，又出现了混合模拟计算机仿真，以及把混合模拟计算机和数字计算机联合在一起的混合计算机仿真。
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。
系统仿真技术在工程领域中的应用随着科技的不断发展，系统仿真技术在工程领域中发挥着越来越重要的作用。
系统仿真技术是通过电脑模拟现实世界，以便更好地理解和优化系统的运行。
这种技术被广泛应用于诸多领域，包括军事、工程、医疗等。
工程领域是系统仿真技术发挥的一个重要领域。
利用系统仿真技术，可以更好地了解和优化各种工程系统的运行。
比如在建筑领域中，可以通过系统仿真技术来模拟建筑物的结构，以便更好地评估其安全性和强度。
在工业生产领域中，可以通过系统仿真技术来模拟生产流程，以优化生产效率和降低成本。
在机械工程领域中，系统仿真技术也扮演着重要的角色。
通过建立物理模型和数学模型，可以精确地模拟机械系统的运行。
比如，在设计飞机时，可以使用系统仿真技术来模拟飞机各个部分的运动情况，以便更好地评估其稳定性和性能。
在汽车工程领域中，系统仿真技术也同样重要。
汽车是一个高度集成的系统，包括发动机、传动系统、制动系统等。
通过系统仿真技术，可以模拟各个部分的运行情况，并测试其性能和可靠性。
这有助于设计更加高效的汽车系统，提高汽车的性能和安全性。
除了以上这些应用领域，系统仿真技术还广泛应用于故障诊断、预测分析、性能优化等方面。
通过模拟各种可能的情况，可以更好地了解系统的运行特性，并在需要时进行调整和优化。
这有助于提高系统的可靠性和性能，降低维护成本。
需要指出的是，系统仿真技术虽然非常有用，但其应用也有一定的限制和风险。
首先，系统仿真技术的准确性和可靠性取决于模型的精度和数据的准确性。
如果模型不够精确，或数据不够准确，那么所得到的结果就会有误差。
另外，系统仿真技术也需要强大的计算设备和算法支持，否则会影响其效率和精度。
总之，系统仿真技术在工程领域中的应用是非常广泛的。
通过模拟各种可能的情况，可以更好地了解系统的运行情况，并在需要时进行优化和调整。
这有助于提高系统的可靠性和性能，降低维护成本。
当然，我们也需要认识到系统仿真技术的局限性和风险，以便更好地利用此技术，服务于我们的设计和生产。
系统仿真技术教学大纲一、课程简介1.1 课程名称：系统仿真技术1.2 学分：3学分1.3 先修课程：无1.4 课程类型：必修课二、教学目标2.1 理论目标：- 了解系统仿真技术的基本概念和原理- 掌握系统仿真建模的方法与技巧- 熟悉系统仿真软件的使用2.2 技能目标：- 能够应用系统仿真技术解决实际问题- 具备系统仿真实验的设计和分析能力- 能够进行系统仿真结果的可视化展示和报告撰写三、教学内容3.1 系统仿真技术概述- 系统仿真技术的发展背景和应用领域- 系统仿真技术的定义和分类- 系统仿真技术在工程领域中的重要性和作用3.2 系统建模与仿真- 系统建模的基本原理和方法- 离散事件仿真和连续仿真的比较与选择- 系统建模中常用的数学模型和统计方法3.3 系统仿真软件- 常用的系统仿真软件介绍和比较- 系统仿真软件的基本操作和功能- 使用系统仿真软件进行实际案例分析3.4 系统仿真实验设计与分析- 系统仿真实验的目标和方法- 系统仿真实验的设计和参数设置- 分析系统仿真实验结果和优化方法四、教学方法4.1 理论课程- 教师讲授课程中的基本概念、原理和方法- 学生通过阅读相关教材和文献进行自学和讨论 - 教师指导学生进行系统仿真建模和实验设计4.2 实践课程- 学生使用系统仿真软件进行实际仿真操作- 学生独立完成系统仿真实验和结果分析- 学生进行实验结果的报告撰写和展示五、教材与参考书目5.1 教材：- 《系统仿真技术导论》作者：张三，出版社：XX出版社5.2 参考书目：- 《系统仿真理论与技术》作者：李四，出版社：XX出版社 - 《系统仿真软件与应用》作者：王五，出版社：XX出版社六、考核方式6.1 平时成绩：包括课堂讨论和实验报告等6.2 期末考核：闭卷考试，占课程总成绩的70%6.3 实验成绩：学生使用系统仿真软件进行的实验和实验报告，占课程总成绩的30%七、教学进度安排7.1 第1周：系统仿真技术概述7.2 第2周：系统建模与仿真7.3 第3周：系统仿真软件介绍7.4 第4周：系统仿真实验设计与分析7.5 第5周：复习与总结八、其他事项8.1 学生应自觉遵守学术道德和实验室安全规定8.2 学生可根据自身兴趣和实际需求，选择具体的系统仿真案例进行研究和实验8.3 学生对系统仿真技术及其应用领域进行深入了解和研究，可作为研究课题或未来的就业方向考试大纲一、考试形式1.1 闭卷考试1.2 考试时间：120分钟二、蓝本内容2.1 系统仿真技术概述- 系统仿真技术的基本概念和应用领域（20分）- 系统仿真技术在工程领域中的作用和意义（30分）2.2 系统建模与仿真- 系统建模的基本原理和方法（20分）- 离散事件仿真和连续仿真的比较与选择（30分）2.3 系统仿真软件- 系统仿真软件的基本操作和功能（30分）- 使用系统仿真软件进行实际案例分析（20分）2.4 系统仿真实验设计与分析- 系统仿真实验的设计和参数设置（20分）- 分析系统仿真实验结果和优化方法（30分）三、参考书目- 《系统仿真技术导论》- 《系统仿真理论与技术》- 《系统仿真软件与应用》四、注意事项4.1 考试过程中禁止交流和抄袭4.2 考试结束后，将试卷和答案整齐放在桌面上，离开考场时禁止携带任何试卷或草稿纸等物品以上为系统仿真技术教学大纲和考试大纲的详细内容，希望能够为学生提供系统学习系统仿真技术的指导和评估依据。
通信电子中的系统级仿真技术近年来，随着通信、信息技术的快速发展，需要开发的系统越来越复杂，涉及到的软硬件组件也越来越多，这就对系统级仿真技术提出了更高的要求。
系统级仿真技术是指将整个通信电子系统建模并进行仿真分析的技术，它是一种可视化、高效、全面的仿真方法，是现代通信电子领域中不可或缺的重要环节。
一、系统级仿真技术的发展历程1.传统的仿真方法——基于物理实验的仿真早期的仿真方法主要是基于物理实验的仿真，即利用实际系统进行实验研究并进行仿真分析。
这种方法的优点是真实、可信度高，但代价高、效率低、风险大，受到时间、空间等因素的限制。
2.计算机仿真技术——基于排除法的仿真20世纪60年代，随着计算机技术的飞速发展，计算机仿真技术逐渐成为了主流。
这种基于排除法的仿真方法，以计算机软件来模拟现实系统的行为，是目前主要的仿真方法之一。
它是以系统规则、逻辑或各种元素之间的关系及其行为模拟整个系统，当发生故障时能够分析原因，并迅速找到解决办法。
3.系统级仿真技术——基于集成方法的仿真到了21世纪，随着通信电子系统的复杂性不断上升，计算机仿真技术已无法满足系统设计和优化的需要，系统级仿真技术便应运而生。
系统级仿真技术最大的特点就是采用基于集成方法的仿真，通过将多个组件模型集成起来，来模拟整个通信电子系统。
二、系统级仿真技术的应用范围1.无线通信系统设计系统级仿真技术在无线通信系统设计中发挥了重要作用。
例如，它可以对新的网络协议、系统架构等进行评估、理解，同时可以分析某个特定的策略或算法在无线通信系统中可能出现的问题。
2.可重构计算设计可重构计算是一项新兴的技术，对于很多高性能的应用来说是非常重要的。
这需要使用系统级仿真技术进行模拟、优化和调试。
3.车载通信系统设计车载通信系统涉及到的因素有很多，例如车辆运动、交通拥堵和车辆信号干扰等，这些都需要通过系统级仿真技术来模拟和解决。
三、系统级仿真技术的发展趋势1.3D仿真技术近年来，3D仿真技术不断发展，越来越多的关注点被放在了整个系统的清晰可视化上。
系统仿真技术python
系统仿真技术是一种通过计算机模拟真实系统的运行情况来进行分析和预测的技术。
Python作为一种高级编程语言，具有易学易用、开源免费、强大的数据处理能力等优点，被广泛应用于系统仿真领域。
Python在系统仿真中的应用主要包括以下几个方面：
1.建模：Python可以通过各种库和工具来进行建模，例如NumPy、SciPy、Pandas等。
这些库可以帮助用户快速构建数学模型和物理模型，从而实现系统仿真。
2.仿真：Python可以通过各种仿真工具来进行仿真，例如SimPy、PySim等。
这些工具可以帮助用户模拟系统的运行过程，从而得到系统的性能指标和优化方案。
3.可视化：Python可以通过各种可视化工具来进行数据可视化，例如Matplotlib、Seaborn等。
这些工具可以帮助用户将仿真结果以图表的形式展示出来，从而更直观地了解系统的运行情况。
4.优化：Python可以通过各种优化工具来进行系统优化，例如SciPy 中的优化算法。
这些工具可以帮助用户找到系统的最优解，从而提高
系统的性能和效率。
总之，Python在系统仿真领域的应用非常广泛，可以帮助用户快速构建模型、进行仿真、进行数据可视化和系统优化。
同时，Python还具有易学易用、开源免费、强大的数据处理能力等优点，使得它成为了系统仿真领域的重要工具之一。
在未来，随着人工智能、大数据等技术的不断发展，系统仿真技术也将得到进一步的发展和应用。
而Python作为一种具有广泛应用前景的编程语言，将继续在系统仿真领域发挥重要作用。
系统仿真技术系统仿真技术是一种基于计算机模拟的技术，在工程领域中广泛应用。
它可以用于进行设计、测试、优化等工作，其主要目的是提高效率和降低成本，同时也能减少生产和测试过程中的不确定性。
系统仿真技术的应用范围很广，包括航空、航天、汽车、电力、电子、计算机等众多领域。
这种技术可以模拟实际系统的行为，以便更好地理解和分析各种数据，从而预测系统在各种情况下的响应和行为。
本文将会介绍系统仿真的基本概念、主要步骤、应用领域和技术发展等方面的内容。
一、系统仿真技术的基本概念系统仿真是利用计算机模拟实现对具体系统的分析、优化或者结构设计的过程。
该种技术是运用计算机的处理能力，把对象系统的各种现象、规律以及运用要求放到模拟应用系统中加以模拟和研究，从而研究和改进所要模拟的系统。
而系统仿真的基本概念包括以下几个方面：1. 系统：指被仿真的对象，可以是物理系统、经济系统、管理系统等等。
2. 模型：指对系统中关键部分的描述，可以是数学模型、物理模型、仿真软件等等。
3. 数据：指用来反映系统行为情况的信息，可以是温度、速度、功率等等。
4. 仿真：指基于模型来对系统进行模拟和分析，以寻找出最优解或者做出最优决策的过程。
二、系统仿真技术的主要步骤系统仿真的具体操作过程可以划分为以下四个步骤：1. 问题定义：在解决实际问题的过程中，首先需要明确问题的范围和涵义，确立系统仿真的具体目标。
2. 模型建立：建立好仿真模型是开展仿真工作的重要步骤。
建立好的模型可用于了解系统的各个方面，进而进行解决问题的分析和优化。
3. 数据收集：数据收集是系统仿真的关键环节。
只有收集到有意义的数据，才能对模型进行实验验证、分析和优化。
4. 分析与验证：运行仿真模型并收集数据后，需要进行分析、验证和总结，以确定优化方案，实现仿真目标。
三、系统仿真技术的应用领域1. 航空航天领域：仿真技术可以用来预测飞行器在各种气象条件下的空气动力学和控制性能，为飞行员培训提供训练环境。
系统仿真技术
摘要：介绍了我国仿真技术的发展过程及美国科学局为建立集成的综合仿真环境和仿真系统归纳的五个层次的使能技术。
着重探讨了模型的校核，验证与确认，环境仿真，分布交互仿真等关键技术.
关键词：模型校核；建模；验模；环境仿真；分布交互方真；虚拟技术
1概述
仿真技术综合集成了计算机、网络技术、图形图像技术、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。
仿真技术是以相似原理、信息技术、系统技术及其应用领域有关的专业技术为基础，以计算机和各种物理效应设备为工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行试验研究的一门综合性技术。
仿真技术的应用已不仅仅限于产品或系统生产集成后的性能测试试验，仿真技术已扩大为可应用于产品型号研制的全过程，包括方案论证、战术技术指标论证、设计分析、生产制造、试验、维护、训练等各个阶段。
仿真技术不仅仅应用于简单的单个系统，也应用于由多个系统综合构成的复杂系统。
对于国外仿真技术的发展和应用，本文拟引用九十年代初美国国防科学局(Defense Science Board)对建模与仿真的使能技术(Enabling Technologies)(即应能解决实现的技术)作出的归纳，可以作为我们思考问题的参考。
美国国防科学局认为建立集成的综合仿真环境和仿真系统，应解决实现以下五个层次的使能技术。
第一层次——基础技术
包括：光纤通讯，集成电路，软件工程工具，人的行为模型，环境模型。
第二层次——元、部件级技术
包括：内存，海量存贮器，显示器，局域网，微处理器，数据库管理系统，数/模/数转换器，建模与仿真构建工具，测试设备。
第三层次——系统级技术
包括：微计算机系统，远距离通讯/广域网，人-机界面，计算机图像生成系统，高性能计算机系统，仪器装备系统，数据库，协议/标准/保密。
第四层次——应用级技术
包括：制造过程仿真工程设计建模与仿真，含人仿真系统，随机作战仿真，半自动兵力。
第五层次——集成综合环境和建模与仿真工具
包括：需求定义，原型机，规划，设计与制造，训练与备战，测试与评估。
上述使能技术有些由商业市场解决，有些主要由美国国防部组织解决，如下表所示：
2仿真技术发展和应用中的几个问题探讨
1.建模与验模
数学模型是仿真的基础。
对被仿真的对象或系统，应根据其运动定律、约束条件
和物理特性建立数学模型。
数学模型是客观世界中客观事物(包括实体、过程、自然现象)的数学抽象和数学描述。
数学模型有定性和定量的，可采用微分方程、代数方程、逻辑关系式等表达形式来描述连续系统、离散事件系统或混合系统。
数学模型的正确与否和精确度直接影响到仿真的置信度(Fidelity)。
验模过程是对模型的评估过程，有时统称为VVA，它们的含义如下：
校核(Verification)——对模型是否正确符合设计要求、算法、内部关系和其它技术说明的一种确定过程。
验证(Validation)——根据模型预期的使用目的，对模型是否精确表示了真实世界中客观事物的一种确定过程。
确认(Accreditation)——由管理部门根据专家评审和经验，证明模型在特定的应用领域使用是可接受的一种过程。
可见，数学模型的建立必须针对特定的应用领域和预期的使用目的。
同一客观事物的描述可以建立不同形式和不同精度的数学模型。
模型和仿真的评估过程的一般形式如下图所示。
2.仿真系统的分类
经常见到不同的仿真系统名称，从不同的角度可以有不同的分类名称。
按被仿真对象的性质划分，可分为连续系统仿真、离散事件系统仿真、混合系统仿真；按仿真系统的结构和实现手段不同可分为数学仿真、硬件在回路仿真(半实物仿真)、人在回路仿真、软件在回路仿真；按仿真应用可分为训练仿真和工程仿真；根据虚实结合的程序又可分为构造仿真、虚拟仿真、实况仿真。
还可以有其他一些分类方法。
其间相对的关系如下表。
3.环境仿真
我们都熟悉产品要经过高/低温、振动、湿度等环境试验，测试在特定环境下的产品性能。
但是仿真系统所要解决的环境仿真有其不同的内容和含义。
在半实物仿真系统中，应解决各种探测器、传感器的探测、测量环境的仿真生成技术(图3)，其中包括模拟姿态运动的三轴转台，导引头所需要的目标模拟器，模拟气压变化的动/静压模拟器等。
人在回路仿真系统，要着重解决人的感觉环境的仿真生成技术，其中包括视觉、听觉、动感、力反馈等仿真环境(图4)。
对于多武器平台对抗仿真系统，战场环境的综合仿真更为复杂，它包括地形地貌、海洋、气象条件、大气、电磁干扰等环境的仿真，这种环境的变化将对能量的传播、图像的成形、武器系统的性能、武器平台的性能、传感器/探测器的性能、指战员的决策和行动等产生影响。
综合仿真环境的内容如图5所示。
环境仿真应解决两方面的问题：
(1)环境仿真模型的建立——环境仿真可以用数值或参数模型来描述，也可以是专门设计的数据库。
一般情况下，环境模型是不变的，其数值，或参数，或数据库是预先计算好的。
随着实体所在位置的变化，或视点和听点的变化，所感受到的环境是不同的，但环境模型的数值、参数或数据库是固定不变的。
有些情况下，例如虚拟战场中的桥梁和建筑物的被毁坏，油田中弹后燃烧形成的浓烟等等，固定的环境模型就不适用了，可以采用动态数据库或动态过程的描述模型来解决。
武器平台对抗仿真系统的实现将采用多节点联网的方式，在目前，环境信息通过网络传输到多个节点是不现实的，因此环境仿真模型不能仅仅放在一个节点上，而必须将相同的环境仿真模型分布地放在各个节点上，各个节点上的实体状态、视点听点位置不尽相同，在多个节点表现出的环境应有所不同(但总体上是一个时空一致性的仿真环境。
)
仿真环境的表现形式有以下几种：
.单点/单时——仿真环境固定不变
.多点/时序——仿真环境随时序改变
.动态变化——仿真环境动态改变
环境仿真模型的建立是相当复杂的。
它与实体仿真模型一样，要求有一定的置信.
(2)环境效应——环境的变化应对仿真过程和仿真系统中的某些部分产生影响。
环境与实体之间的作用是交互的。
实体对环境有影响，例如飞机、导弹对机场、桥梁、建筑物的攻击毁坏，推土机挖土后对地形的改变等等。
环境对实体同样有影响，例如烟雾将影响能见度和激光波束的衰减，气流将改变飞行器的航迹等等。
环境效应是指环境产生的影响，它分以下几种情况：
.对能量传播、图像传播的影响
.对武器系统性能、武器平台性能、传感器、探测器性能的影响
.对环境中其它部分的影响，例如对道路的交通流通量的影响，对地形的影响
.对作战人员、操作人员的影响
4.分布交互仿真
1983年美国国防部的国防高级研究计划局(DARPA)启动了SIMNET(Simulator Networking)计划，开始了分布交互仿真技术的研究和应用，当时，主要应用于任务演练、训练、武器评估等军事领域。
如今，分布交互仿真技术已应用于交通运输、医疗、娱乐、互联网商业、制造业等其他领域。
在SIMNET计划之前，已经有许多类型的训练仿真器，用于训练飞行员、驾驶员、操作员、射击手等的技能，这些训练仿真器性能很好、逼真度高，但造价也很昂贵，
而且只能用于单人、单兵训练，解决人-机之间的关系。
这些仿真器根据其性能高低，每台价格在100万美元至5000万美元之间。
以一台1000万美元的仿真器为例，若按10年运动、每年工作200天，每天工作8小时计算，则每小时的成本将是625美元(其中还没有计算运行费用和维修费用)。
而SIMNET网络上的一台仿真器，每训练1小时仅需成本15.6美元。
联网仿真的SIMNET更能训练多兵、团组的协同作战，不仅解决人-机之间的关系，更要解决人-人之间的协同关系。
联网仿真演练比起实战演习来，其成本低、损伤少、安全保密、演练次数增加、演练方案多变、准备时间短。
分布交互仿真(DIS，Distributed Interactive Simulation)是“采用协调一致的结构、标准、协议和数据库，通过局域网、广域网将分散在各地的仿真设备互联交互作用，并可人参与交互作用的一种综合环境。
”
分布交互仿真是仿真器联网的发展。
分布交互仿真以网络为基础。
通过联网技术将分散在各地的人在回路仿真器、计算机生成兵力以及其他仿真设备联接为一个整体，形成一个在时间和空间上一致的综合环境，实现平台(飞机、导弹、舰艇、坦克)与环境(地形、大气、海洋)之间、平台与平台之间、环境与环境之间的交互作用和相互影响，在DIS的体系结构、数据通讯等方面IEEE已提出一系列标准：按DIS标准构成的仿真系统用于平台级实时连续系统的描述，聚合级仿真协议ALSP(Aggregat e Level Simulation Protocol)用于分布的聚合级以离散事件为主的作战仿真系统，它实质上是“构造仿真”(Constructive simulation)。
构造仿真的时间管理不同于DIS系统，它可采用时间步长、事件驱动等方法，它不一定与实时钟直接联系，它只要保证聚合级仿真系统中时间对所有仿真应用是一致的，而且保证事件的因果关系正确。
在DIS和ALSP的基础上，发展了新的分布交互仿真体系结构HLA(High Level Architecture)，它能提供更大规模的、将构造仿真/虚拟仿真/实况仿真集成在一起的综合环境，实现各类仿真系统间的互操作、动态管理一点对多点的通讯、系统和部件的重用、以及建立不同层次和不同粒度的对象模型。
08机械二班唐清洁
2008090419。
