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如何开发数学模型

   日期:2006-09-20     作者:管理员    

      一个数学模型就是一个算法,或者是一套方程式,它同时能充分体现一个系统的特性。许多专家在具有丰富系统知识,以及熟知模型与环境的典型反应情况,都已经致力于开发复杂的动态系统模型。复杂的、动态的系统模型的开发是一个不断反复的过程,需要投入大量的精力, 需要不断验证结果的正确性和精确性。

     模型开发的过程中,首先需要满足某些特定的需求;然后的问题就是,必须不断开发复杂的系统模型。

     那么,模型中需要涉及哪些需求呢?一个系统需要体现各种的性能(例如,运动的马达、振动、运动的轴承等),但是,并不是所有这些性能都需要实现有效地模拟。限制模型的功能范围,只需要能满足必要的需求即可,这一原则使得模型更为简单,更易于搭建、测试和维护,而且需要投入的运算资源也更少。

      模型需要达到的细节是什么?虽然在许多案例中,只需要一个简单的模型就能满足要求,但是,如果根据系统的性能,需要更精确的结

果,那么模型就得更为复杂。

     在系统和外部环境之间的响应程度要达到什么程度呢?例如,一个通信卫星的运动模型,需要与地球的重力场保持同步,而且也要与相关的其他相关模型保持一致。

     在开发模型时需要使用什么技术呢?通常的选择是,是否使用基于物理的等式或测量得数据作为模型的基础。这个问题的答案通常是答复哪些有系统专家知识的人。

     需要什么样的数据来支持模型呢? 例如,一个飞机的空气动力学模型需要进行大量的风洞测试。

     在开发和测试模型时,需要多少时间和多少人员呢?随着模型复杂程度的增加,开发和测试的时间都将随之增加。

     模型需要多少计算资源呢?一个大型的模型需要消耗大量的内存、磁盘空间和CPU的时间。但是,给出现有计算机的容量,这就不是一个很严重的问题。

     模型最终会形成回路中的硬件仿真(Hardware-in-the-loop, HIL)吗? 这个需要严格的限制,控制在模型允许的执行时间内。此外,在HIL模拟中需要一个复杂的模型需要高性能的计算硬件,也许还将涉及多处理器的使用。

     模型调试的性能验证和确认如何进行?必需有可行的确认方法,以保证模型能得以正确的执行,保证其性能与系统能接受的等级相一致。

     这些问题应该是模拟计划的一部分,需要得到充分的注意。以上列出的这些问题,会出现在最高界别的系统中,也会出现在模型的子系统和独立的元件中。


 
  
  
  
  
 
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