管理系統(tǒng)仿真建模及應(yīng)用結(jié)課論文

管理系統(tǒng)仿真建模及應(yīng)用結(jié)課論文題目：計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的研究與發(fā)展學(xué)院：班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的研究與發(fā)展摘要：系統(tǒng)仿真技術(shù)也稱(chēng)為系統(tǒng)模擬技術(shù),所謂電子通信系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真，就是利用計(jì)算機(jī)對(duì)實(shí)際電子通信系統(tǒng)物理模型或數(shù)字模型進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)這樣模型實(shí)驗(yàn)來(lái)對(duì)一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)的性能和工作狀態(tài)進(jìn)行分析和研究。在科研領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)技術(shù)與系統(tǒng)仿真技術(shù)相結(jié)合，形成了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，作為人們科學(xué)研究的一種新型方法，被人們應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，用來(lái)解決人們用純數(shù)學(xué)方法或者現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)無(wú)法解決的問(wèn)題，對(duì)科研領(lǐng)域技術(shù)成果的形成有著積極地促進(jìn)作用。關(guān)鍵字：計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)；概述；現(xiàn)狀；發(fā)展前景。、引言計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是建立在系統(tǒng)科學(xué)、系統(tǒng)辨識(shí)、控制理論、計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)等學(xué)科上的一門(mén)綜合性很強(qiáng)的技術(shù)科學(xué)。它以計(jì)算機(jī)和專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備為工具，以物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，通過(guò)數(shù)值計(jì)算的方法，對(duì)已經(jīng)存在的或尚不存在的系統(tǒng)進(jìn)行分析、研究和設(shè)計(jì)。目前，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)不但是科學(xué)研究的有力工具，也是分析、綜合各類(lèi)工程系統(tǒng)或非工程系統(tǒng)的一種研究方法和有力手段。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)已經(jīng)在機(jī)械制造、航空航天、交通運(yùn)輸、船舶工程、經(jīng)濟(jì)管理、工程建設(shè)、軍事模擬以及醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。二、計(jì)算機(jī)仿真概述計(jì)算機(jī)仿真又稱(chēng)計(jì)算機(jī)模擬或計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)。所謂計(jì)算機(jī)仿真就是建立系統(tǒng)模型的仿真模型進(jìn)而在電子計(jì)算機(jī)上對(duì)該仿真模型進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)研究的過(guò)程。計(jì)算機(jī)仿真方法即以計(jì)算機(jī)仿真為手段，通過(guò)仿真模型模擬實(shí)際系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)來(lái)認(rèn)識(shí)其規(guī)律的一種研究方法。計(jì)算機(jī)仿真作為分析和研究系統(tǒng)運(yùn)行行為、揭示系統(tǒng)動(dòng)態(tài)過(guò)程和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一種重要手段和方法，隨著系統(tǒng)科學(xué)研究的深入、控制理論、計(jì)算技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展而形成的一門(mén)新興學(xué)科。近年來(lái)，隨著信息處理技術(shù)的突飛猛進(jìn)，使仿真技術(shù)得到迅速發(fā)展。計(jì)算機(jī)仿真主要有以下三種仿真形式：物理仿真：按照實(shí)際系統(tǒng)的物理性質(zhì)構(gòu)造系統(tǒng)的物理模型，并在物理模型上進(jìn)行試驗(yàn)研究。直觀形象，逼真度高，但代價(jià)高，周期長(zhǎng)。在沒(méi)有計(jì)算機(jī)以前，仿真都是利用實(shí)物或者它的模型來(lái)進(jìn)行研究的。半物理仿真：即物理數(shù)學(xué)仿真，一部分以數(shù)學(xué)模型描述，并把它仿真計(jì)算模型，一部分以實(shí)物方式引入仿真回路。針對(duì)存在建立數(shù)學(xué)模型困難的子系統(tǒng)的情況，必須使用此類(lèi)仿真，如航空航天、武器系統(tǒng)等研究領(lǐng)域。數(shù)字仿真：首先建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并將數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化為仿真計(jì)算模型，通過(guò)仿真模型的運(yùn)行達(dá)到對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的目的?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)仿真由仿真系統(tǒng)的軟件/硬件環(huán)境，動(dòng)畫(huà)與圖形顯示、輸入/輸出等設(shè)備組成。作為新興的技術(shù)方法，與傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)相比較，計(jì)算機(jī)仿真有著很多無(wú)可替代的優(yōu)點(diǎn)：模擬時(shí)間的可伸縮性由于計(jì)算機(jī)仿真受人的控制，整個(gè)過(guò)程可控性比較強(qiáng)，仿真的時(shí)間可以進(jìn)行人為的設(shè)定，因此時(shí)間上有著很強(qiáng)的伸縮性，也可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，提高實(shí)驗(yàn)的效率。模擬運(yùn)行的可控性由于計(jì)算機(jī)仿真以計(jì)算機(jī)為載體，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程由計(jì)算機(jī)指令控制進(jìn)程，所以可以進(jìn)行認(rèn)為的設(shè)定和修改，這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)M過(guò)程有較強(qiáng)的可控性。模擬試驗(yàn)的優(yōu)化性由于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)可以重復(fù)進(jìn)行無(wú)限次模擬實(shí)驗(yàn)，因此可以得出不同的結(jié)果，各種結(jié)果相互比較，可以找到一個(gè)更理想更優(yōu)的問(wèn)題的解決方案，可以作為優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，選擇相應(yīng)的方案。三、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展計(jì)算機(jī)仿真方法的產(chǎn)生是與電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用緊密相聯(lián)的。1946年2月世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC在美國(guó)誕生，到四十年代末期首臺(tái)模擬式電子計(jì)算機(jī)就被用于三自由度飛機(jī)系統(tǒng)的仿真。五十年代末期到六十年代，由于宇航科技發(fā)展的迫切需要，美國(guó)科研人員又創(chuàng)造了混合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這使得人們能對(duì)較復(fù)雜系統(tǒng)的行為進(jìn)行仿真研究。（計(jì)算機(jī)仿真，早期稱(chēng)蒙特卡羅方法，是一門(mén)利用隨機(jī)數(shù)實(shí)驗(yàn)求解隨機(jī)問(wèn)題方法，其原理可以追溯到1773年法國(guó)自然科學(xué)家Buffon為估計(jì)值所進(jìn)行的物理實(shí)驗(yàn)°）Krallman,H在1980的KYBERNETES著名刊物上認(rèn)為“計(jì)算機(jī)仿真的前景及限制取決于人類(lèi)思想的概念。我們的目的是要提出在人工智能領(lǐng)域中關(guān)于思想的理解，并將它和各種哲學(xué)體系的認(rèn)識(shí)論中所形成的關(guān)于人類(lèi)思想的各種概念進(jìn)行比較。如果這樣的體系能對(duì)有關(guān)課題的大量問(wèn)題作出回答的話，那么我們會(huì)去接受這樣的體系及其認(rèn)識(shí)論，并認(rèn)為這體系是合理、可靠的”。因而，我們之所以接受計(jì)算機(jī)仿真是因?yàn)槠鋵?duì)客觀規(guī)律的正確反映，符合哲學(xué)的唯物論。在1992年度美國(guó)提出的22項(xiàng)國(guó)家關(guān)鍵技術(shù)中，仿真技術(shù)被列為第16項(xiàng)；在21項(xiàng)國(guó)防關(guān)鍵技術(shù)中，被列為第6項(xiàng)。甚至把仿真技術(shù)作為今后科技發(fā)展戰(zhàn)略的關(guān)鍵推動(dòng)力。我國(guó)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的研究與應(yīng)用的發(fā)展也非常迅速。20世紀(jì)50年代開(kāi)始，自動(dòng)控制領(lǐng)域首先采用仿真技術(shù)；60年代，在開(kāi)展連續(xù)系統(tǒng)仿真的同時(shí)，開(kāi)展對(duì)離散事件系統(tǒng)的仿真進(jìn)行研究。70年代，我國(guó)訓(xùn)練仿真器獲得迅速發(fā)展，我國(guó)自行設(shè)計(jì)的飛行模擬器、機(jī)車(chē)培訓(xùn)仿真、化工過(guò)程培訓(xùn)仿真器等相繼研制成功，并形成一定市場(chǎng)，在操作人員培訓(xùn)中起到了很大作用。后來(lái)隨著仿真技術(shù)水平的不斷提高，又建設(shè)了一批水平高、規(guī)模大的半實(shí)物仿真系統(tǒng)。從90年代我國(guó)又開(kāi)始了對(duì)分布交互仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)等先進(jìn)仿真技術(shù)的研究，并取得了一定的成果。這時(shí)期，計(jì)算機(jī)仿真研究成果的典型代表是：陳宗海、戴路、沈廉共同研究的一種化工過(guò)程計(jì)算機(jī)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)。他們針對(duì)當(dāng)時(shí)石油化工過(guò)程計(jì)算機(jī)仿真培訓(xùn)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)及存在的問(wèn)題，借鑒智能工程技術(shù)，在一組486微機(jī)上建立了一套新型的仿真開(kāi)發(fā)平臺(tái)，全套系統(tǒng)用C語(yǔ)言編制，通過(guò)多次應(yīng)用知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)已初具規(guī)模，在對(duì)苯二甲酸，對(duì)二甲苯工藝計(jì)算機(jī)培訓(xùn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)中全面應(yīng)用，使仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期縮短了三分之二，人工工作量減少了百分之七十。特別是近20年來(lái)，隨著系統(tǒng)工程與科學(xué)的迅速發(fā)展，仿真技術(shù)已經(jīng)從傳統(tǒng)的工程領(lǐng)域擴(kuò)展到非工程領(lǐng)域，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、生物醫(yī)學(xué)系統(tǒng)、教育訓(xùn)練系統(tǒng)也得到了廣泛的應(yīng)用。西安交大的胡峰認(rèn)為：“現(xiàn)代的仿真建模模型分析方法是現(xiàn)代科學(xué)的基本研究方法之一。通過(guò)對(duì)實(shí)際系統(tǒng)抽象的或本質(zhì)的描述，構(gòu)造出與實(shí)際系統(tǒng)之間存在同構(gòu)或同態(tài)關(guān)系的、簡(jiǎn)化的數(shù)學(xué)模型或物理模型，以模型分析與模型實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，達(dá)到對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)、控制和優(yōu)化?？傊?，針對(duì)不同研究對(duì)象建立合適的仿真模型是順利進(jìn)行系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵一環(huán)。無(wú)論是定量建模方法、網(wǎng)絡(luò)圖建模方法，還是基于模糊邏輯的定性建模技術(shù)，乃至以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論為基礎(chǔ)的各種具有自學(xué)習(xí)功能的建模方法，都已成為計(jì)算機(jī)仿真理論的重要組成部分?！笨梢?jiàn)，在仿真之前，用不同的建模方法會(huì)直接影響到計(jì)算機(jī)仿真在控制系統(tǒng)的應(yīng)用效果，因此必須要結(jié)合建模的最佳方案來(lái)進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真。四、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用及前景展望由于仿真技術(shù)安全性和經(jīng)濟(jì)性的特殊功效，系統(tǒng)仿真技術(shù)不僅在航空、航天、原子能、電力能領(lǐng)域獲得令人矚目的發(fā)展，而且也逐步發(fā)展到應(yīng)用于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、交通、生態(tài)等領(lǐng)域，已經(jīng)成為高科技產(chǎn)品從論證、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)試驗(yàn)、訓(xùn)練到更新等全生命周期各個(gè)階段不可缺少的技術(shù)手段，為研究和解決復(fù)雜系統(tǒng)乃至巨系統(tǒng)問(wèn)題提供了有效工具。被人們用于系統(tǒng)設(shè)計(jì)與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)分析、理論驗(yàn)證、教育、培訓(xùn)以及娛樂(lè)等各個(gè)方面。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)也在不斷地發(fā)展。未來(lái)的發(fā)展主要有兩個(gè)方向:1.仿真技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化眾所周知，現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)發(fā)研制出來(lái)的仿真系統(tǒng)有很多，它們不能互相兼容，可移植性差，實(shí)現(xiàn)共享困難，與開(kāi)發(fā)的高成本、低效率、長(zhǎng)時(shí)間不成正比，更不能充分加以利用。要想解決這些問(wèn)題，首先要解決的是采用兼容性好的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)仿真系統(tǒng)，其次是采用網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)仿真系統(tǒng)的共享。尤其是后者，在將來(lái)的仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中具有重要的意義。實(shí)現(xiàn)仿真系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)共享，不但可以在一定程度上避免不必要的社會(huì)資源的浪費(fèi)，而且可以通過(guò)適當(dāng)?shù)氖召M(fèi)來(lái)彌補(bǔ)開(kāi)發(fā)成本的不足。2.仿真技術(shù)的虛擬制造計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展的另一個(gè)大方向是在虛擬制造技術(shù)領(lǐng)域的深入應(yīng)用。虛擬制造技術(shù)是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的一種先進(jìn)的制造技術(shù)，它利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)合，在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到產(chǎn)品出廠以及企業(yè)各級(jí)過(guò)程的管理與控制。這使得制造技術(shù)不再主要依靠經(jīng)驗(yàn)，便可實(shí)現(xiàn)對(duì)制造的全方位預(yù)測(cè)，為機(jī)械制造領(lǐng)域開(kāi)辟了一個(gè)廣闊的新天地。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)具有自己獨(dú)特的優(yōu)越性，面對(duì)復(fù)雜并且不宜用傳統(tǒng)方法解