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自從世界上出現(xiàn)第一臺(tái)訓(xùn)練仿真系統(tǒng)以來(lái)經(jīng)過(guò)了以機(jī)電解算裝置為主的仿真系統(tǒng)、以模擬計(jì)算機(jī)為主的仿真系統(tǒng)以數(shù)字計(jì)算機(jī)為主的仿真系統(tǒng)等幾個(gè)階段，系統(tǒng)仿真技術(shù)得到逐漸發(fā)展。近十年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)仿真技術(shù)的發(fā)展也得到提速。各種各樣的仿真系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和顯著的社會(huì)效益。關(guān)于什么是系統(tǒng)仿真學(xué)科的基礎(chǔ)理論，看法也不盡一致。

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壹·仿真組成部分

仿真分為三個(gè)組成部分(實(shí)際系統(tǒng)、模型、計(jì)算機(jī))和三個(gè)關(guān)系(建模、仿真、評(píng)估)。建模主要處理的是:實(shí)際系統(tǒng)與模型之間的關(guān)系;仿真主要考慮計(jì)算機(jī)和模型之間的關(guān)系;評(píng)估主要是對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行可信性驗(yàn)證。因此我們認(rèn)為系統(tǒng)仿真的基礎(chǔ)理論應(yīng)該是模型論仿真算法和仿真可信度評(píng)估理論。

系統(tǒng)模型的建立是系統(tǒng)仿真的核心問(wèn)題。系統(tǒng)模型是實(shí)際系統(tǒng)或過(guò)程在某些方面特性的一種表現(xiàn)形式，它能反映出該系統(tǒng)和過(guò)程的行為特性。模型作為系統(tǒng)仿真的基礎(chǔ)，主要包括以下幾個(gè)問(wèn)題。

(1)?系統(tǒng)模型具有什么樣的形式。要對(duì)一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)建立它的模型，首先應(yīng)該確定所建模型具有什么樣的形式。實(shí)際上這很大程度上取決于仿真任務(wù)。

(2)?系統(tǒng)模型建立要采用什么樣的建模方法。目前，系統(tǒng)建模方法主要有兩大類，即機(jī)理建模方法和辨識(shí)建模方法?；虿扇烧呦嘟Y(jié)合的方法，也有人稱其為混合建模方法。對(duì)于同一系統(tǒng)，根據(jù)仿真要求不同可采用不同的模型形式及相應(yīng)的建模方法，也有可能同一模型形式而采用不同的建模方法。各種先進(jìn)的建模與仿真一體化支撐軟件系統(tǒng)的開發(fā)是系統(tǒng)仿真建模的發(fā)展趨勢(shì)，并倍受人們關(guān)注。

(3)模型的有效性驗(yàn)證。一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)的模型建立完成后，是否可信或有效，是否能夠真實(shí)地反映實(shí)際系統(tǒng)的各種動(dòng)靜態(tài)特性，還需要進(jìn)行有效性驗(yàn)證。如果不滿足仿真任務(wù)要求，還將進(jìn)行相應(yīng)地修正。因此，建模和模型驗(yàn)證是一個(gè)相互交替的過(guò)程，而且貫穿于仿真過(guò)程的整個(gè)生命周期之中。

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貳·仿真算法

要對(duì)一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究，僅僅完成了數(shù)學(xué)模型的建立是不夠的。還必須將原始系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型變換成能夠在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行運(yùn)算或試驗(yàn)的仿真模型。這就涉及到仿真算法問(wèn)題。因?yàn)閷?shí)際系統(tǒng)的模型形式是多種多樣的，在求解時(shí)，都是通過(guò)計(jì)算機(jī)采用數(shù)值計(jì)算方法求取數(shù)值解。因此,仿真算法是系統(tǒng)仿真的又一個(gè)重要的基礎(chǔ)理論。仿真算法主要有如幾個(gè)方面的問(wèn)題:

(1)算法的收斂性和數(shù)值穩(wěn)定性;

(2)算法精度;

(3)算法速度;

(4)實(shí)時(shí)性;

(5)并行算法;

(6)剛性問(wèn)題和微分代數(shù)問(wèn)題。

建模、算法作為仿真的兩大基礎(chǔ)，在科技發(fā)展迅速的今天，發(fā)展速度一定會(huì)更加迅速。隨著科技的發(fā)展，仿真軟件一定會(huì)更加貼合實(shí)際，未來(lái)也有更多需要仿真的地方。仿真也會(huì)讓生產(chǎn)制造進(jìn)一步提速。

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