现代仿真技术的发展

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1、现代仿真技术的新发展摘自：计算机世界仿真技术是以相似原理、系统技术、信息技术以及仿真应用领域的有关专业技术为基础，以计算机系统、与应用有关的物理效应设备及仿真器为工具，利用模型对系统（已有的或设想的）进行研究的一门多学科的综合性的技术。仿真本质上是一种知识处理的过程，典型的系统仿真过程包括系统模型建立、仿真模型建立、仿真程序设计、仿真试验和数据分析处理等，它涉及多学科多领域的知识与经验。随着现代信息技术的高速发展以及军用和民用领域对仿真技术的迫切需求，仿真技术也得到了飞速的发展。仿真技术是模型（物理的、数学的或非数学的）的建立、

2、验证和试验运行技术。现代仿真技术的特点可归纳为以下几点：(1)仿真技术是一门通用的支撑性技术。在决策者们面对一些重大的、棘手的问题时，能以其他方法无法替代的特殊功能，为其提供关键性的见解和创新的观点。(2)仿真技术学科的发展具有相对的独立性，同时又与光、机、电、声，特别是信息等众多专业技术领域的发展互为促进。因此，仿真技术具有学科面广、综合性强、应用领域宽、无破坏性、可多次重复、安全、经济、可控、不受气候条件和场地空间的限制等独特优点，这是其他技术无法比拟的。(3)仿真技术的发展与应用紧密相关。应用需求是推动仿真技术发展的原动力

3、，仿真技术应用效益不但与其技术水平的高低有关，还与应用领域的发展密切相关。大量实例表明，仿真技术的有效应用必须依托于先进的仿真系统，只有服务于应用的仿真系统向前发展了，才能带动仿真技术的发展。因此，必须处理好应用需求牵引、系统带技术、技术促系统、系统服务于应用的辩证关系。(4)仿真技术应用正向“全系统”、“系统全生命周期”、“系统全方位管理”发展。这些都基于仿真技术的发展。仿真技术可以有多种分类方法。按模型的类型，可分为连续系统仿真、离散系统仿真、连续/离散（事件）混合系统仿真和定性系统仿真；按仿真的实现方法和手段，可分为物理仿

4、真、计算机仿真、硬件在回路中的仿真（半实物仿真）和人在回路中的仿真；根据人和设备的真实程度，可分为实况仿真、虚拟仿真和构造仿真。现代仿真技术1．建模与仿真方法学模型的建立是要确定模型的结构和参数，一般有三种途径：(1)对内部结构和特性清楚的系统，利用已知的一些基本定律，经过分析和演绎推导出系统模型；(2)对那些内部结构和特性不清楚的系统，可假设模型并通过试验验证和修正建立模型，也可以用辨识的方法建立模型；(3)对于内部结构和特性有部分了解，但又不甚了解的，则采用以上两种方法相结合的方式。随着仿真应用范围的不断拓宽，近年来，系统建

5、模理论与方法的研究范围逐渐从定量系统向定性系统拓宽，其中典型的定性系统建模方法有Kuiper法以及各类基于模糊理论的方法等。此外，在离散事件系统及各类并发分布系统的建模方法中，Petri网及Bond图方法及其应用也有较快的发展。从建模的方法学来看，除了典型的机理建模及系统辨识方法外，近年来正积极发展模糊优化法、人工智能辅助建模方法学及混合模式（multi-paradigm）的建模方法学等。VV&A（verification，validationandaccreditation）技术，即系统模型的校核、仿真模型的验证以及仿真结果的

6、认可技术，已成为复杂系统建模与仿真技术中的重要课题，尤其受到军事部门的高度重视，并正从局部的、分散的研究向实用化、自动化、规范化与集成化的VV＆A系统发展。2．仿真算法仿真算法是将系统模型转换成仿真模型的一类算法，经历了从串行算法到并行算法的发展过程。目前，连续系统与离散事件系统的非实时串行算法已相当完善，其成果包括处理线性、非线性、刚性、间断右函数等连续系统算法，各类分布参数系统算法，各种随机统计算法及基于系统分割、方法分割和时间分割的部分并行算法。当前研究的重点是实时连续系统算法、各类系统的并行算法及定性系统算法，其中并行系

7、统算法的效率将是并行仿真计算机发展中的关键课题。3．仿真软件仿真研究的许多活动都是通过仿真软件来实现的，仿真软件是一类面向仿真用途的专用软件，它的特点是面向问题、面向用户。近40年来，仿真软件充分吸收了仿真方法学、计算机、网络、图形/图像、多媒体、软件工程、自动控制、人工智能等技术所取得的新成果，从而得到了很大的发展。自1955年第一个仿真软件问世以来，按照新技术出现的时间顺序，可将仿真软件的发展分为六个阶段，即通用程序设计语言、仿真程序包及初级仿真语言、完善的商品化的高级仿真语言、一体化（局部智能化）建模与仿真环境、智能化建模

8、与仿真环境以及支持分布交互仿真的综合仿真环境。未来的仿真软件将在以下几个方面得到进一步的发展：采用新的建模仿真方法学、人工智能等新技术改善建模仿真功能；增强对建模仿真全生命周期活动的支持功能；基于标准及基于软总线的开放的体系结构；注重面向专业领域、面向用户，扩大