仿真





仿真或译作模擬英语:Simulation),泛指基於實驗或訓練為目的,將原本的真实或抽象的系统、事務或流程,建立一个模型以表征其关键特性(key characteristics)或者行为、功能,予以系統化與公式化,以便進行可对关键特征做出模擬。模型表示系统自身,而仿真表示系统的时序行为。


计算机试验英语computer experiment常被用来研究仿真模型(simulation model)。仿真也被用于对自然系统或人造系统的科学建模英语Scientific modelling以获取深入理解。仿真可以用来展示可选条件或动作过程的最终结果。仿真也可用在真实系统不能做到的情景,这是由于不可访问(accessible)、太过于危险、不可接受的后果、或者设计了但还未实现、或者压根没有被实现等。[1] 仿真的主要论题是获取相关选定的关键特性与行为的有效信息源,仿真时使用简化的近似或者假定,仿真结果的保真度(fidelity)与有效性。模型验证(verification)与有效性(validation)的过程、协议是学术学习、改进、研究、开发仿真技术的热点,特别是对计算机仿真英语computer simulation


仿真保真度(Simulation Fidelity)用于描述仿真精度,模拟真实对应物有多近似:



  • 低保真:对系统的最小模拟,接受输入产生输出

  • 中等保真:对刺激能自动响应,有限精度

  • 高保真:接近不可辨识或者尽可能地接近真实系统


在中国,自动控制领域把simulation翻译为仿真,emulation翻译为模拟。例如:核电站仿真、电厂仿真等等。而2002年全国科学技术名词审定委员会公布出版的《计算机科学技术名词》(第二版)[2]把simulation翻译为模拟,emulation翻译为仿真。这造成了极大的混淆。




目录






  • 1 分类


  • 2 模擬的目的


    • 2.1 基於訓練


    • 2.2 基於預測未來


    • 2.3 基於娛樂




  • 3 外部連結





分类




  • 实体仿真英语Physical simulation:用物理实体来代替真实物体的仿真。如飛行模擬器、驾驶模拟器英语Driving simulator

  • 计算机仿真英语computer simulation



  • 连续仿真(Continuous simulation)

  • 离散事件仿真

  • 混合仿真(Hybrid Simulation)



  • 随机仿真(Stochastic Simulation)

  • 确定性仿真(Deterministic Simulation)



  • 单机仿真(Stand Alone Simulation)

  • 分布式仿真(Distributed Simulation)

  • 并行仿真(Parallel Simulation)


  • 互操作仿真(Interoperable Simulation)

  • 建模与仿真(Modeling & Simulation)

  • 人在环中仿真(Human in the loop simulation)

  • 失败分析仿真(Simulation in failure analysis)


模擬的目的



基於訓練




太空人的訓練,模擬在外太空的環境




訓練飛行駕駛的模擬器



  • 訓練醫生問診能力(模擬病人)


  • 防災或救難過程的情境演練

  • 軍事訓練



基於預測未來


  • 天氣預報


基於娛樂




外部連結













  1. ^ Sokolowski, J.A.; Banks, C.M. (2009). Principles of Modeling and Simulation. Hoboken, NJ: Wiley. p. 6. ISBN 978-0-470-28943-3


  2. ^ 《计算机科学技术名词》,科学出版社 ,2002-1。ISBN 9787030097255




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