系统仿真的种类及应用

1.根据模型的种类分类

根据模型的种类不同，系统仿真可分为物理仿真、数学仿真和半实物仿真。

按照真实系统的物理性质构造系统的物理模型，并在物理模型上进行实验的过程称为物理仿真。物理仿真的优点是直观、形象。物理仿真的缺点是模型改变困难，实验限制多，投资较大。

对实际系统进行抽象，并将其特性用数学关系加以描述而得到系统的数学模型，对数学模型进行实验的过程称为数学仿真，亦称为计算机仿真。数学仿真的缺点是受限于系统建模技术，即复杂系统的数学模型不易建立。

第三类称为半实物仿真，即将数学模型与物理模型甚至实物联合起来进行实验。对系统中比较简单的部分或对其规律比较清楚的部分建立数学模型，并在计算机上加以实现，而对比较复杂的部分或对规律尚不十分清楚的系统，其数学模型的建立比较困难，则采用物理模型或实物。仿真时将两者连接起来完成整个系统的实验。

2.根据仿真时钟与实际时钟的比例关系分类

实际动态系统的时间基称为实际时钟，而系统仿真时模型所采用的时钟称为仿真时钟。

1）实时仿真，即仿真时钟与实际时钟完全一致，也就是模型仿真的速度与实际系统运行的速度相同。当被仿真的系统中存在物理模型或实物时，必须进行实时仿真，例如，各种训练仿真器，集装箱起重机训练仿真器。(www.xing528.com)

2）亚实时仿真，即仿真时钟慢于实际时钟，也就是模型仿真的速度慢于实际系统运行的速度。

3）超实时仿真，即仿真时钟快于实际时钟，也就是模型仿真的速度快于实际系统运行的速度。例如，大气环流的仿真，交通系统、物流系统的仿真等。

3.根据系统模型的特性分类

（1）连续系统仿真 连续系统是指系统状态随时间连续变化的系统。一般用常微分方程或偏微分方程描述。机电系统的动力学、运动学和控制等问题的仿真研究就属于该类型仿真。

（2）离散事件系统仿真 离散事件系统是指系统状态在某些随机时间点上发生离散变化的系统。离散事件动态系统，本质上属于人造系统，简称为DEDS（discrete event dynamic systems）。模型可采用数学方程、曲线、图表、计算机程序等多种形式表征。基于系统的模型，可分析系统的行为性能及其与系统结构和参数的关系，研究系统的控制和优化。生产车间的调度、计划安排、作业流程等问题的优化仿真就属于离散事件系统仿真。

（3）虚拟现实 虚拟现实（virtual reality，VR）是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。虚拟环境是由计算机和电子技术生成的。通过视、听、触觉等作用于用户，使之产生身临其境的感觉。训练航天员、飞行员、船舶驾驶员的模拟器就属于虚拟现实系统。