Matlab仿真应用详解讲义VIP专享VIP免费

1 《Matlab 仿真应用详解》 一、基本概念 1．1、什么是计算机仿真 1、仿真定义 基本思想：仿真的基本思想是利用物理的或数学的模型来类比模仿现实过程，以寻求过程和规律。它的基础是相似现象，相似性一般表现为两类：几何相似性和数学相似性。当两个系统的数学方程相似，只是符号变换或物理含义不同时，这两个系统被称为“数学同构”。 仿真的方法可以分为三类： (1)实物仿真。它是对实际行为和过程进行仿真，早期的仿真大多属于这一类。物理仿真的优点是直观、形象，至今在航天、建筑、船舶和汽车等许多工业系统的实验研究中心仍然可以见到。比如：用沙盘仿真作战，利用风洞对导弹或飞机的模型进行空气动力学实验、用图纸和模型模拟建筑群等都是物理仿真。但是要为系统构造一套物理模型，不是一件简单的事，尤其是十分复杂的系统，将耗费很大的投资，周期也很长。此外，在物理模型上做实验，很难改变系统参数，改变系统结构也比较困难。至于复杂的社会、经济系统和生态系统就更无法用实物来做实验了。 (2)数学仿真。就是用数学的语言、方法去近似地刻画实际问题，这种刻画的数学表述就是一个数学模型。从某种意义上，欧几里德几何、牛顿运动定律和微积分都是对客观世界的数学仿真。数学仿真把研究对象(系统)的主要特征或输入、输出关系抽象成一种数学表达式来进行研究。数学模型可分为： ●解析模型(用公式、方程反映系统过程)； ●统计模型(蒙特卡罗方法)； ●表上作业演练模型 然而数学仿真也面临一些问题，主要表现在以下几个方面： ●现实问题可能无法用数学模型来表达，即刻画实际问题的表达式不存在或找不到； ●找到的数学模型由于太复杂而无法求解； ●求出的解不正确，可能是由模型的不正确或过多的简化近似导致的。 (3)混合仿真。又称为数学—物理仿真，或半实物仿真，就是把物理模型和数学模型以及实物联合在一起进行实验的方法，这样往往可以获得较好的效果。 2、计算机仿真 计算机仿真也称为计算机模拟，就是利用计算机对所研究系统的结构、功能和行为以及参与系统控制的主动者——人的思维过程和行为，进行动态性的比较和模仿，利用建立的仿真模型对系统进行研究和分析，并可将系统过程演示出来。 1．2 计算机仿真模型与方法 1、系统 系统是指相互联系又相互作用的元素之间的有机组合。这里所指的系统是广义的，它包含所有的工程系统和非工程系统。电气、机械和通信系统都是工程系统，而经济、交通、管理和...