仿真模拟

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仿真模拟即是外形仿真、操作仿真、视觉感受仿真,使用真实的汽车模型或其他等比例的飞机、飞船等模型作为参与者的操控平台,利用VR技术(虚拟现实技术),通过实际操作,使参与者有身临其境的切身体会的一项技术,主要用于模拟驾驶、训练、演示、教学、培训;军事模拟、指挥、虚拟战场;建筑视景与城市规划。
中文名
仿真模拟
应    用
模拟驾驶等
三大组成部分
建立模型等
类    型
模拟
定    义
外形、操作、视觉感受仿真

仿真模拟应用领域

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模拟驾驶、训练、演示、教学、培训;军事模拟、指挥、虚拟战场;建筑视景与城市规划;科学研究

仿真模拟行业发展

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当前,拥有核心知识产权,技术过硬的企业并不多,行业内优秀品牌企业稀少。傲唯刃道呼吁业内企业共同努力,尤其发挥吹毛求疵的研发精神,进一步提高研发能力,降低成本,真正解决客户的实际困难,严把质量关,提供最可靠的产品和技术。 [1] 

仿真模拟三大组成部分

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对一个工程技术系统进行模拟仿真,包括了建立模型、实验求解和结果分析三个主要步骤。
建立系统数学模型
模拟仿真是一基于模型的活动,是用模型模拟来代替真实系统进行实验和研究。因此,首先就要对待仿真的问题进行定量描述,这就是建立系统的数学模型。
模型是对真实世界的模仿,真实世界是五彩缤纷的,因此模型也是千姿百态的;
根据模型中是否包含随机因素,可分为随机型和确定型模型。
根据模型是否具有时变性,可分为动态模型和静态模型
根据模型参数是否在空间连续变化,可分为分布参数模型集中参数模型
根据模型参数是否随时间连续变化,可分为连续系统模型和离散系统模型。
根据模型的数学描述形式,又可分为常微分方程、偏微分方程、差分方程、离散事件模型等。
对于上述不同类型的模型,这里不作深入的论述,只讨论建立系统数学模型中的几个共性问题。
1)建模的过程是一个信息处理的过程,换而言之,信息是构造模型的“原材料”,根据建模所用的不同类型“原材料”可将建模方法归为两类:
一类是演绎法建模,即利用先验的技术信息建模。其过程是:从某些前提、假设、原理和规则出发,通过数学逻辑推导来建立模型。因此,这是一个从一般到特殊的过程,即根据普遍的技术原理推导出被仿真对象的特殊描述。
另一类是归纳法建模,即利用对真实系统的试验数据信息建模。其过程是:通过对真实系统的测试获得数据,这些数据中包含着能反映真实系统本质的信息,然后通过数据处理的方法,从中得出对真实系统规律性的描述,例如大家熟知的最小二乘回归模型等。这是一个从特殊到一般的过程。
但是实际应用中,常常是通过上述两类方法的结合完成模型的建立,即混合法建模。
不管用哪种方法建模,其关键都在于真实系统的了解程度。如果对真实系统没有充分的和正确的了解,那么所建的模型将不能准确地模仿出真实系统的本质。
2)模型的可信度。既然模型是对真实系统的模仿,那么就有一个模仿得像不像的问题,这就是模型的相似度、精度的可信度的问题。
模型的可信度取决于建模所用的信息“原材料”(先验知识、试验数据)是否正确完备,还取决于所用建模方法(演绎、归纳)是否合理、严密。此外,对于许多仿真 软件来说,还要将数学模型转化为仿真算法所能处理的仿真模型。因此,这里还有一个模型的转换精度问题。建模中任何一个环节的失误,都会影响模型的可信度。
为此,在模型建立好以后,对模型进行可信度检验是不可缺少的重要步骤。检验模型呆信度的方法通常是:首先由熟悉被仿真系统的专家对模型作分析评估,然后对建模所用数据进行统计分析,最后对模型进行试运行,将初步仿真结果与估计结果相比较。
仿真计算
仿真计算是对所建立的仿真模型进行数值实验和求解的过程,不同的模型有不同的求解方法。例如:对于连续系统,通常用常微分方程、传递函数,甚至偏微分方程对 其进行描述。由于要得到这些方程的解析解几乎是不可能的,所以总是采用数值解法,如:对于常微分方程主要采用各种数值积分法,对于偏微分方程则采用有限差 分法、特征法蒙特卡罗法或有限元方法等。
又例如:对于离散事件系统,通常采用概率模型,其仿真过程实际上是一个数值实验的过程,而这些参数又必须符合一定的概率分布规律。对于不同类型的离散事件系统(如随机服务系统、随机库存系统、随机网络计划等)有不同的仿真方法
随着被仿真对象复杂程度的提高和对仿真实时性的迫切要求,研究新的仿真算法一直是一项重要的任务,特别是研究各种并行的仿真算法。
仿真结果的分析
要 想通过模拟仿真得出正确、有效地结论,必须对仿真结果进行科学的分析。早期的仿真软件都是以大量数据的形式输出仿真的结果,因此有必要对仿真结果数据进行 整理,进行各种统计分析,以得到科学的结论。现代仿真软件广泛采用了可视化技术,通过图形、图表,甚至动画生动逼真地显示出被仿真对象的各种状态,使模拟 仿真的输出信息更加丰富、更加详尽、更加有利于对仿真结果的科学分析
参考资料
词条标签:
科学 医学 书籍