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1.1 动态系统的计算机仿真
1.1.1 系统与系统模型
1．系统
系统指具有某些特定功能、相互联系、相互作用的元素的集合。这里的系统是指广义上
的系统，泛指自然界的一切现象与过程，举例来说，工程系统如控制系统、通信系统等，非
工程系统如股市系统、交通系统、生物系统等。
2．系统模型
系统模型是对实际系统的一种抽象，是对系统本质（或系统的某些特性）的一种描述。
系统模型具有与系统相似的特性。好的系统模型能够反映实际系统的主要特征和运动规律。
系统模型可以分为实体模型和数学模型。
实体模型又称物理效应模型，是根据系统之间的相似性而建立起来的物理模型，如建筑
模型等。
数学模型包括原始系统数学模型和仿真系统数学模型。原始系统数学模型是对系统的原
始数学描述。仿真系统数学模型是一种适合于在计算机上演算的模型，主要是指根据计算机
的运算特点、仿真方式、计算方法、精度要求将原始系统数学模型转换为计算机程序。系统
模型的分类见表 1-1。
表1-1 系统模型的分类
静态系统模型 动态系统模型
连续系统模型 离散系统模型
集中参数 分布参数 代数方程
微分方程 偏微分方程
差分方程
1.1.2 仿真与计算机仿真
1．仿真的概念
仿真是以相似性原理、控制论、信息技术及相关领域的有关知识为基础，以计算机和各
种专用物理设备为工具，借助系统模型对真实系统进行试验的一门综合性技术。
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2．仿真的分类
实物仿真：又称物理仿真，是指研制某些实体模型，使之能够重现原系统的各种状态。
早期的仿真大多属于这一类。其优点是直观、形象，至今仍然广泛应用；缺点是投资巨大、
周期长、难以改变参数、灵活性差。
数学仿真：是用数学语言去描述一个系统，并编制程序在计算机上对实际系统进行研究
的过程。其优点是灵活性高、便于改变系统结构和参数、效率高（可以在很短时间内完成实
际系统很长时间的动态演变过程） 、重复性好；缺点是对某些复杂系统可能很难用数学模型来
表达，或者难以建立其精确模型，或者由于数学模型过于复杂而难以求解。
半实物仿真：又称数学物理仿真或混合仿真。为了提高仿真的可信度或针对一些难以
建模的实体，在系统研究中往往把数学模型、物理模型和实体结合起来组成一个复杂的仿
真系统，这种在仿真环节中存在实体的仿真称为半物理仿真或半实物仿真，如飞机半实物
仿真。
3．计算机仿真
计算机仿真是
《流体传动与控制系统计算机仿真》.pdf