《MATLAB/Simulink系统仿真超级学习手册》——第1章 系统仿真与MATLAB/Simulink 1.1 系统仿真技术概述...

本节书摘来自异步社区《MATLAB/Simulink系统仿真超级学习手册》一书中的第1章，第1.1节，作者：MATLAB技术联盟 , 石良臣著，更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看

第1章 系统仿真与MATLAB/Simulink

系统仿真是根据被研究的真实系统的数学模型研究系统性能的一门学科，现在尤指利用计算机去研究数学模型行为的方法。计算机仿真的基本内容包括系统、模型、算法、计算机程序设计与仿真结果显示、分析与验证等环节。

本章将介绍系统仿真技术的一些基本概念，并对本书所用的仿真软件MATLAB做简单介绍，初步领略MATLAB的强大功能。

1.1 系统仿真技术概述

MATLAB/Simulink系统仿真超级学习手册
系统只指客观世界中具有某些特定功能、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。系统的分类方法是多种多样的，习惯上依照其应用范围可以将系统分为工程系统和非工程系统：工程系统是指由相互关联部件组成的一个整体，实现特定的目标，例如控制系统、通讯系统等；非工程系统涵盖的范围更加广泛，大至宇宙，小至微观世界都存在着相互关联、相互制约的关系，形成一个整体，实现某种目的，所以均可以认为是系统。

系统模型是对实际系统的一种抽象，是对系统本质（或是系统的某种特性）的一种描述。模型具有与系统相似的特性。好的模型能够反映实际系统的主要特征和运动规律。模型可以分为实体模型和数学模型两类。

（1）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。

（2）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，是描述系统动态特性的数学表达式，用来表示系统运动过程中的各量的关系，是分析、设计系统的依据；

仿真系统数学模型是一种适合于在计算机上演算的模型，主要是根据计算机的运算特点、仿真方式、计算方法和精度要求将原始系统数学模型转换为计算机程序。

常见的系统模型有连续系统、离散时间系统、离散事件系统、混杂系统等，还可以细分为线性、非线性、定常、时变、集中参数、分布参数、确定性、随机等系统。

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。仿真可分为实物仿真、数学仿真、半实物仿真：实物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。早期仿真大多属于这一类；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；半实物仿真又称数学物理仿真或者混合仿真。为了提高仿真的可信度或者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者半物理仿真，如飞机半实物仿真等。

计算机仿真是在研究系统过程中根据相似性原理，利用计算机来逼真模拟研究系统。研究对象可以是实际的系统，也可以是设想中的系统。计算机仿真可以用于研制产品或设计系统的全过程，包括方案论证、技术指标确定、设计分析、故障处理等各个阶段。

MATLAB，这一被国际公认的最优秀的科技应用软件，其强大的功能、友善的交互界面、简单的语言、开方的编程，使其成为计算机仿真不可缺少的基础软件。