理论教育 基础步骤:系统建模仿真优化

基础步骤:系统建模仿真优化

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:缺乏正确的输入数据,只能使系统仿真起到误导决策的严重后果。

基础步骤:系统建模仿真优化

1.目标设定

仿真建模的目标是指通过仿真能够回答的问题,如果确实可行,通常还需制定一种非仿真建模的方案,以便对不同方法所得结果进行比较,验证仿真模型的正确性和经济性。

确定目标后,需要选择描述这些目标的主要环节和状态变量,明确定义所研究问题的范围和边界。还应规定仿真的初始条件,并充分估计初始条件对系统主要性能的影响。

2.仿真建模

仿真模型是对所研究系统运行过程的一种抽象描述并能反映系统的本质属性。仿真建模在一定程度上是一种“建模艺术”,并不单纯是仿真技术

3.数据输入

数据输入包括必要的仿真输入数据、与仿真初始条件及系统内部变量有关的数据。缺乏正确的输入数据,只能使系统仿真起到误导决策的严重后果。

4.仿真模型的确认

仿真模型的确认指按照同一的标准对仿真模型的代表性进行衡量。目前常用的是三步法,第一步是由熟知该系统的专家对仿真模型做直观的和内涵的分析评价,第二步是对模型所做的假设、输入数据的合理性进行检验,第三步是对模型做试运行,观察初步仿真结果与真实系统的统计数据是否一致,或改变主要输入变量的数值时,仿真输出变量的结果趋势是否合理。通过以上三个步骤,一般认为仿真模型已得到了确认。(www.daowen.com)

5.仿真程序的编制和验证

仿真模型只是系统的一种抽象和运行框架,必须将仿真模型转化成计算机能识别和执行的代码,以便通过计算机进行必要的仿真实验。早期的仿真程序往往采用通用程序语言进行编程,如Fortran、Basic 等,工作量大,并且对用户的要求高。

面向对象的Simulink 等,方便了用户的编程工作,仿真语言以宏语句形式编程,使仿真程序显得紧凑而精练。许多以图形/图标输入方式建模和仿真程序自动生成技术为主流的仿真软件,都能提供友好的图形用户界面,并能根据用户输入的图形流程自动生成仿真程序,免去烦琐的程序编制和调试工作。

6.仿真模型的运行

针对求解程序,根据计算程序的计算时间和精度要求,合理设置求解算法和求解步长,在精度和效率之间权衡仿真模型的运行,最终得到用户满意的运行过程。

7.仿真输出结果的统计分析

仿真模型运行完毕后,由于选择算法和采样频率不同,需要对多次输出结果进行统计分析,通过统计分析,得出仿真结果的合理分布区间。

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