第1章 緒論

1.1 什么是仿真

仿真一詞源于英語單詞simulation，是模仿真實世界的意思。仿真是對現實系統的某一層次抽象屬性的模仿，它是利用模型進行的一種試驗，可有效而經濟地用于科研、設計、訓練以及系統的試驗。人們利用仿真試驗，從中得到所需的信息，然后幫助人們對現實世界中某一層次的問題做出決策。

雷諾（T. H. Naylor）于1966年在其專著中對仿真作了如下定義：仿真是在數字計算機上進行試驗的數字化技術，它包括數字與邏輯模型的某些模式，這些模型描述某一事件或經濟系統（或者它們的某些部分）在若干周期內的特征。

從仿真的定義可看出，要進行仿真，系統和系統模型是兩個主要因素。同時，由于對復雜系統的模型處理和模型求解離不開高性能的信息處理裝置計算機，所以系統仿真（尤其是數學仿真）實質上應該包括三個基本要素：系統、系統模型、計算機。而聯系這三項要素的基本活動則是：模型建立、仿真模型建立和仿真試驗。其中系統是研究的對象，模型是系統的抽象，仿真是對模型的實驗。系統仿真三要素及聯系三要素的基本活動如圖1-1所示。

圖1-1 仿真三要素

仿真技術是綜合集成了計算機、網絡技術、圖形圖像技術、多媒體、軟件工程、信息處理、自動控制等多個高新技術領域的知識，以相似原理、系統技術、信息技術、控制技術及相關應用領域專業技術為基礎，用系統的模型對真實的或設計中的系統進行分析、研究的一門多學科綜合性技術。

廣義而言，仿真是采用建模的方法和物理的方法對真實環境客觀事物進行抽象、映射、描述和復現?；谙到y原理、理論、定律、系統數據等應用計算機技術、軟件技術和信息技術建立仿真環境（虛擬環境），在仿真環境中對客觀事物進行研究。仿真技術的發展源于系統在設計過程中對系統參數變化或受外界干擾時必須驗證系統性能是否能滿足設計要求而進行的一項工作，它是分析評估現有系統運行狀態或設計優化未來系統性能與功能的一種技術手段。仿真技術不僅僅應用于簡單的單個系統，也應用于由多個系統綜合構成的復雜系統。在機械系統、工程設計、航空航天、交通運輸、計算機集成等領域有著廣泛的應用。