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自從世界上出現(xiàn)第一臺訓(xùn)練仿真系統(tǒng)以來經(jīng)過了以機電解算裝置為主的仿真系統(tǒng)、以模擬計算機為主的仿真系統(tǒng)以數(shù)字計算機為主的仿真系統(tǒng)等幾個階段，系統(tǒng)仿真技術(shù)得到逐漸發(fā)展。近十年來，隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)仿真技術(shù)的發(fā)展也得到提速。各種各樣的仿真系統(tǒng)應(yīng)運而生，在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟效益和顯著的社會效益。關(guān)于什么是系統(tǒng)仿真學(xué)科的基礎(chǔ)理論，看法也不盡一致。

仿真分為三個組成部分(實際系統(tǒng)、模型、計算機)和三個關(guān)系(建模、仿真、評估)。建模主要處理的是:實際系統(tǒng)與模型之間的關(guān)系;仿真主要考慮計算機和模型之間的關(guān)系;評估主要是對仿真結(jié)果進行可信性驗證。因此我們認(rèn)為系統(tǒng)仿真的基礎(chǔ)理論應(yīng)該是模型論仿真算法和仿真可信度評估理論。

系統(tǒng)模型的建立是系統(tǒng)仿真的核心問題。系統(tǒng)模型是實際系統(tǒng)或過程在某些方面特性的一種表現(xiàn)形式，它能反映出該系統(tǒng)和過程的行為特性。模型作為系統(tǒng)仿真的基礎(chǔ)，主要包括以下幾個問題。

(1) 系統(tǒng)模型具有什么樣的形式。要對一個實際系統(tǒng)建立它的模型，首先應(yīng)該確定所建模型具有什么樣的形式。實際上這很大程度上取決于仿真任務(wù)。

(2) 系統(tǒng)模型建立要采用什么樣的建模方法。目前，系統(tǒng)建模方法主要有兩大類，即機理建模方法和辨識建模方法?；虿扇烧呦嘟Y(jié)合的方法，也有人稱其為混合建模方法。對于同一系統(tǒng)，根據(jù)仿真要求不同可采用不同的模型形式及相應(yīng)的建模方法，也有可能同一模型形式而采用不同的建模方法。各種先進的建模與仿真一體化支撐軟件系統(tǒng)的開發(fā)是系統(tǒng)仿真建模的發(fā)展趨勢，并倍受人們關(guān)注。

(3)模型的有效性驗證。一個實際系統(tǒng)的模型建立完成后，是否可信或有效，是否能夠真實地反映實際系統(tǒng)的各種動靜態(tài)特性，還需要進行有效性驗證。如果不滿足仿真任務(wù)要求，還將進行相應(yīng)地修正。因此，建模和模型驗證是一個相互交替的過程，而且貫穿于仿真過程的整個生命周期之中。

要對一個實際系統(tǒng)進行仿真研究，僅僅完成了數(shù)學(xué)模型的建立是不夠的。還必須將原始系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型變換成能夠在計算機上進行運算或試驗的仿真模型。這就涉及到仿真算法問題。因為實際系統(tǒng)的模型形式是多種多樣的，在求解時，都是通過計算機采用數(shù)值計算方法求取數(shù)值解。因此,仿真算法是系統(tǒng)仿真的又一個重要的基礎(chǔ)理論。仿真算法主要有如幾個方面的問題:

(1)算法的收斂性和數(shù)值穩(wěn)定性;

(2)算法精度;

(3)算法速度;

(4)實時性;

(5)并行算法;

(6)剛性問題和微分代數(shù)問題。

建模、算法作為仿真的兩大基礎(chǔ)，在科技發(fā)展迅速的今天，發(fā)展速度一定會更加迅速。隨著科技的發(fā)展，仿真軟件一定會更加貼合實際，未來也有更多需要仿真的地方。仿真也會讓生產(chǎn)制造進一步提速。

(技成培訓(xùn)網(wǎng)原創(chuàng)，作者：譚老師，未經(jīng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載，違者必究)