仿真在機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的作用
1.仿真的定義
仿真的墓本思想是應(yīng)用物理或者數(shù)學(xué)模型來類比模仿理想過程，以尋求過程和磁翻板液位計(jì)規(guī)律。是相似現(xiàn)象，即幾何相似性和物理相似性。
2仿真的類型
在工程應(yīng)用中.按照完成方式和伎倆的不同，系統(tǒng)仿真可劃分為以下五種類喇。
(1)物理仿真
物理仿真是按照理論系統(tǒng)的物理性質(zhì)構(gòu)造系統(tǒng)的物理棋型.并在物理模型上中止實(shí)驗(yàn)研究。物理仿真直觀形象，遇真度高，但不如數(shù)學(xué)仿真便當(dāng)。關(guān)于復(fù)雜系統(tǒng)，物理模型的樹立通常需求龐大的資金和時(shí)間的投人。而且物理模型一旦樹立，就很難修正系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)。另外，物理仿真是實(shí)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的。
(2)數(shù)學(xué)仿真
數(shù)學(xué)仿真無需昂貴的實(shí)物系統(tǒng)，也不需求模擬客觀世界真實(shí)環(huán)境各種物理效應(yīng)的設(shè)備.而是樹立同等的數(shù)學(xué)模型.在計(jì)算機(jī)上編寫仿真程序，編譯井運(yùn)轉(zhuǎn)，數(shù)學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)，用戶可以經(jīng)過帶遠(yuǎn)傳磁翻板液位計(jì)鍵盤等物人設(shè)備改動系統(tǒng)參數(shù)或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，經(jīng)過CRT、打印機(jī)、繪圖儀等摘出設(shè)備顯現(xiàn)仿真結(jié)果，或?qū)⒔Y(jié)果保管到存儲設(shè)備上(如磁帶、磁盤、光盤等》。致學(xué)仿真既可以實(shí)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn).也可以非實(shí)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)(超實(shí)時(shí)或欠實(shí)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn))。數(shù)學(xué)仿真具有經(jīng)濟(jì)性、靈活性和模型通用性好的特性。隨著并行處置技術(shù)、圖形技術(shù)、人工智能技術(shù)和仿真軟硬件技術(shù)的展開.數(shù)學(xué)仿止技術(shù)必將產(chǎn)生新的飛躍。
(3)半物理仿真
半物理仿真是有實(shí)物對象參與的仿真，它包括三種類型。
①硬件在回路仿真
硬件在回路仿真是將理論系統(tǒng)中的一部分用數(shù)學(xué)模型加以描畫，井轉(zhuǎn)換為仿真模型在計(jì)算機(jī)上運(yùn)轉(zhuǎn).將系統(tǒng)的另一部分以浮球液位計(jì)實(shí)物(或物理摸衛(wèi))引人仿真回路，如圖卜6所示。通常，由于真實(shí)系統(tǒng)的某些部分很難(或根本無法)樹立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型.再加上各種難以完成的非線性要素和隨機(jī)要素的影響.使得中止純效學(xué)仿真十分困難。面對這種情況.只需采用硬件在回路仿真，才干將不易建模的部分用實(shí)物替代。由于在回路中有實(shí)物硬件加人.因此硬件在回路仿真必需是實(shí)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的。應(yīng)用硬件在回路仿真.可以檢臉真實(shí)系統(tǒng)的某些實(shí)物部分乃至整個(gè)系統(tǒng)的性能指標(biāo)和可靠性.有助于準(zhǔn)確調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)和控制規(guī)律。而且它還可以用來槍驗(yàn)數(shù)學(xué)模型的正確性和仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性。硬件在回路仿真在航天航空、武器系統(tǒng)等研討領(lǐng)城己成為不可缺少的重要伎倆。
②軟件在回路仿真
軟件在回路仿真是將系統(tǒng)計(jì)算機(jī)與仿真計(jì)算機(jī)接口銜接起來，中止系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，接口的作用是將不同格式的數(shù)字信息中止轉(zhuǎn)換。目前大型控制系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)和雙色液位計(jì)制導(dǎo)系統(tǒng)等高精度復(fù)雜系統(tǒng)普遍采用數(shù)字計(jì)算機(jī)，經(jīng)過專用的系統(tǒng)軟件中止控制、導(dǎo)航和制導(dǎo)運(yùn)算。由于軟件的范圍越來越大，功用越來越強(qiáng).軟件在系統(tǒng)中的測試也顯得尤為重要。軟件在回路1方真就是針對這種情況產(chǎn)生的普通悄況下懇求實(shí)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。
③人在回路仿真
人在回路仿真是操作人員在系統(tǒng)回路中中止操作的仿真實(shí)臉，這種仿真將對象實(shí)體的動態(tài)特性經(jīng)過數(shù)學(xué)模型在計(jì)算機(jī)上運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)過各種模擬人的覺得的物理效應(yīng)設(shè)備.包括視覺、聽覺、觸覺和動感等棋擬生成人所覺得到的物理環(huán)境。由于操作人員在回路中，因此.人在回路仿真必需實(shí)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。
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