数字仿真技术概论.ppt

《数字仿真技术概论.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、数字仿真技术计算机仿真计算机仿真技术课程介绍计算机仿真技术基本概念计算机仿真历史与现状计算机仿真发展与展望该课程是生产过程自动化技术专业的专业选修课。本课程是配合自动控制技术理论课程和电子技术课程的一个重要的实践性教学环节。本课程系统的介绍了计算机仿真的基本概念，仿真的一般过程和步骤，以及用于控制系统仿真的MATLAB软件和专门用于电子电路仿真的软件EWB的使用，通过进行数字仿真技术实践来系统的指导学生将来进行的控制系统或电子系统的设计。其前期课程主要有《高等数学》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《自动控制原理》、《基本电路理论》、《单片机技术》等。课程介绍在教学过程中采用课堂教学与实验

2、室实践相结合的教学手段，并通过上机实验来深刻理解仿真的内涵。本课程的实践练习主要是做Matlab和EWB的软件实验，熟悉数字仿真的整个过程。学生应充分利用开放实验室的设备和条件，增加实践的机会。一、仿真的基本概念仿真仿真就是将所研究的对象用其它手段加以模仿的一种活动。{实物仿真非实物仿真如曹冲称象、军事演习、飞行器风洞试验、核爆炸试验等，属于实物仿真的例子。1.计算机仿真的基本概念计算机仿真计算机仿真是一种非实物仿真方法，是用计算机对一个系统的结构和行为进行动态演示,以评价或预测一个系统的行为效果,为决策提供信息的一种方法.它是解决较复杂的实际问题的一条有效途径。计算机仿真的基本概念计算机仿真

3、通过建立数学模型、编制计算机程序实现对真实系统的模拟,从而了解系统随时间变化的行为或特性。计算机仿真的基本概念仿真举例计算机仿真反映出新的科学技术的时代特征,它的应用为各个领域带来新气象和成果。应用的领域有：航空管理,公交车的调度,飞机设计,动画设计,三峡的安全、生态,道路的修建,医疗保险,国债的发行,家居装修,炼钢的温度估计,发电厂的操作训练,飞行员训练，鼠疫的检测和预报。计算机仿真的基本概念黑死病菌寄生于老鼠身上,是由跳蚤传染给人类，又叫鼠疫。病菌随着跳蚤叮咬进入人体，约2-5天的潜伏期之后，患者鼠蹊部及其他淋巴结开始红肿、疼痛，随之开始发高烧、疲倦、皮肤变黑，故被称为黑死病。死亡率高达6

4、0-90%……鼠疫的传播计算机仿真的基本概念最原始的生化武器1346年，蒙古大将去攻打黑海边富庶的卡法城，久攻不下，这时蒙古军中发生鼠疫，士兵死亡无数，眼看就要无法而退了，这时蒙古将军想出一个方法，把死亡士兵的尸体用弹弩投入城中，迫使城中流行鼠疫，城门自然不攻而破。在城破时，一位意大利热内亚的富商，帶着妻小和金银珠宝乘船逃了出來。他在地中海各国漂流很久，沒有国家敢收留他们，大家都害怕鼠疫的传染。最后回到家乡热內亚，他把所有的财富全部推在甲板上，对着守城的人说：“我离开卡法城已经六個月了，我若感染鼠疫早就死了，但我并沒有死，可见我并沒有瘟疫。假如你让我进城，甲板上的珠宝就是你们的。”我们现在知道

5、鼠疫是由老鼠身上的跳蚤传染的，通常老鼠躲在船底污秽处，人们不易察觉。热内亚人打开城门让这艘船进來后，鼠疫就从热内亚传播开来，传遍整个欧洲，包括北方的斯堪尼亚半岛都无法幸免。每天黃昏时有人推著独轮车，手里摇着铃喊着：“bringoutthedead,bringoutthedead..…”（把尸体拿出來，把尸体拿出來……）家家户户就把尸体搬出来丟到城外焚烧，说死尸如山是一点都不为过。鼠疫肆虐欧洲一百多年，使得三分之一的人口死亡。计算机仿真的基本概念欧洲鼠疫流行时死亡无数计算机仿真的基本概念鼠疫期间贵族纷纷弃城逃往计算机仿真的基本概念疫如此让人恐怖，那么有没有什么好的预测方式呢？计算机仿真就是一个很

6、好的预测方法。研究发现，鼠疫是由老鼠身上一种特殊的跳蚤传播的。跳蚤的多少决定是否发生鼠疫跳蚤老鼠水草我们可以用计算机根据一个地区的气候模拟出当年此地水草的情况就可以预测出是否有鼠疫要发生。计算机仿真的基本概念三峡水库总库容393亿立方米，总装机容量1820万千瓦，将是世界上最大的水电站。但是三峡的安全问题是一个很重要的问题，我们不可能等到建好后再看它的安全性，用计算机仿真就可以很好的解决这一问题。长江三峡工程计算机仿真的基本概念飞机设计中有一个重要环节：风洞试验。实际的风洞试验费用巨大。使用计算机仿真进行模拟风洞试验，使费用大大降低。飞机设计动画设计影视设计工厂设计电路设计电子仿真汽车设计控制

7、系统仿真2.为什么要进行计算机仿真便于重复进行试验，便于控制参数，时间短，代价小。可以在真实系统建立起来之前，预测其行为效果，从而可以从不同结构或不同参数的模型的结果比较之中，选择最佳模型。对于缺少解析表示的系统，或虽有解析表示但无法精确求解的系统，可以通过仿真获得系统运行的数值结果。对于随机性系统，可以通过大量的重复试验，获得其平均意义上的特性指标。3.适用计算机仿真解决的问题难以用数学公式表示