計算機仿真技術發展的另一個總體方向

來源:投稿網 時間:2024-04-05 10:00:03

一，引言

模擬是對現實系統某一級別抽象屬性的模仿。人們使用這種模型進行測試，獲取所需的信息，然后幫助人們決定現實世界中某一級別的問題。計算機模擬是建立系統模型的模擬模型，然后在電子計算機上進行模擬實驗的研究過程。計算機模擬技術是通過模擬實際系統的運動來理解其規律的研究方法，也稱為計算機模擬方法。隨著科學技術的快速發展，它已成為控制系統分析、研究和設計不可或缺的工具。

二是計算機仿真技術的特點。

1.模型參數可根據要求任意調整、修改和補充。人們可以獲得各種可能的模擬效果，這為進一步改進研究計劃提供了可能性。與傳統的實物實驗相比，它具有運行成本低、無風險、方便靈活等優點。

2.快速解決系統模型。使用計算機模擬，可以在短時間內得到模擬操作的結果，為生產實踐提供最及時的指導。

3.模擬操作結果可靠、準確。在機器無故障的前提下，只要系統模型、模擬模型和模擬程序科學合理，計算機的操作結果就是準確的。

4.實物，實時仿真直觀逼真。這一特點在核電、航空航天等復雜工程系統中得到了廣泛的應用。

傳統的模擬技術是一個迭代過程，即根據實際系統的特點（過程），抽象模型，然后假設情況（輸入）、測試、輸出結果和驗證模型，根據模型及相關參數的判斷，不僅效率低，而且有環境、安全等因素，難以達到實驗者滿意的模擬效果。計算機模擬技術是利用計算機科學和技術成果建立模擬系統模型，并在測試條件下進行動態實驗，具有高效、安全、受環境條件限制，可改變時間比例，已成為分析、設計、運行、評價、培訓系統，特別是復雜系統的重要工具。

三、計算機仿真技術的研究現狀。

計算機模擬技術的發展與計算機的發展密不可分。20世紀50年代的計算機模擬大多是由電子模擬計算機實現的，液壓機、氣壓機或阻抗網絡也是一些特殊應用領域的主要模擬設備。由于電子模擬計算機精度差等缺點，數字模擬混合計算機模擬自20世紀70年代初以來得到了發展。自20世紀70年代末以來，以數字計算機為主機的各種特殊和通用計算機模擬得到了普及和推廣。由于高性能工作站、巨型機、小型機、軟件技術和人工智能技術取得了顯著進展，人們希望在20世紀80年代進行智能計算機模擬，并在綜合集成數字模擬和模擬優勢的基礎上，設計了更高層次的數字模擬混合模擬技術，在一些特定的模擬領域，這種智能計算機和高層次的模擬。特別是近20年來，隨著系統工程和科學的快速發展，計算機仿真技術也得到了蓬勃發展，從傳統工程領域擴展到非工程領域，廣泛應用于社會經濟系統、環境生態系統、生物醫學系統、能源系統、教育培訓系統等領域。

四、計算機仿真技術的展望。

隨著計算機應用技術和網絡技術的發展，計算機仿真技術也在不斷發展。未來的發展主要有兩個方向：

1.模擬技術的網絡化。

眾所周知，有許多模擬系統已經開發出來。它們不能相互兼容，可移植性差，難以實現共享。它們與開發成本高、效率低、長期不成正比，更不用說充分利用了。要解決這些問題，首先要解決的是使用兼容性好的計算機語言來編寫模擬系統，是使用網絡技術來實現模擬系統的共享。特別是后者在未來的模擬系統開發中具有重要意義。實現模擬系統的網絡共享不僅可以在一定程度上避免不必要的社會資源浪費，而且可以通過適當的費用來彌補開發成本的不足。

2.模擬技術的虛擬制造。

計算機仿真技術發展的另一個總體方向是在虛擬制造技術領域的深入應用。虛擬制造技術是20世紀90年代發展起來的先進制造技術。它利用計算機仿真技術與虛擬現實技術的結合，實現了從產品設計到產品出廠、企業各級流程的管理和控制。這使得制造技術不再主要依靠經驗，可以實現對制造業的全面預測，為機械制造業開辟了廣闊的新世界。