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模型概念、性质及分类详解

时间:2023-07-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:一个有效模型必须能够反映原型的主要表征、特性及功能,并具有如下基本性质:普遍性、相对精确性、可信性、异构性及通过性。可信性表明模型必须经过校核、验证和确认,即进行所谓的VV&A活动〔〕。VV&A技术及其应用简称为VV&A活动,是对系统建模与仿真过程的全面监控,从而保证系统建模与仿真的有效性、可信性和可接受性,使之具有满意的可信度。在模型研究中,为方便起见,同系统一样可对模型进行各种分类。图6.1几种常见的模型分类

模型概念、性质及分类详解

模型与模型研究的概念由来已久,可以追溯到古代仿鸟飞行和按比例样板造船,只是在计算机出现之后才在此基础上产生了系统仿真科学与技术。模型至今是科技工作者最常谈论的重要科学术语之一,它是相对于现实世界或实际系统而言的。在系统仿真中,被研究的实际系统或未来的想定系统叫作原型,而原型的等效替身则称之为模型。

在科学实验和理论研究中,主要基于如下两方面原因而产生了建模与仿真:(1)由于某种原因,如系统过于复杂,实验现场有毒、有害、不安全、受限制、不经济等不宜或者不能在实际系统上进行实验;(2)人们往往希望在产生实际系统(一般指人工系统)之前能够预测出它们的性能、功能和行为,以及它们的未来。一个有效模型必须能够反映原型的主要表征、特性及功能,并具有如下基本性质:普遍性(或等效性)、相对精确性、可信性、异构性及通过性。

(1)普遍性是指一个模型可能与多个系统具有相似性,即一种模型通常可以用于描述多个相似系统。

(2)相对精确性是指模型的近似度和精度都不可超出应有限度和许可条件。这是因为,过于粗糙的模型会因失去原型的过多信息和特性而变得无用,而太精确的模型往往由于模型相当复杂而导致研究困难,甚至终不得其解,因此,模型应具有考虑诸多条件折中下的精确性。

(3)可信性表明模型必须经过校核、验证和确认,即进行所谓的VV&A活动〔(VV&A是指系统建模与仿真的校核(verification),验证(validation)与确认accreditation)〕。VV&A技术及其应用简称为VV&A活动,是对系统建模与仿真过程的全面监控,从而保证系统(特别是复杂系统)建模与仿真的有效性、可信性和可接受性,使之具有满意的可信度。(www.xing528.com)

(4)异构性是指对于同一个系统而言,模型可以具有不同的形式和结构,即模型不是唯一的。

(5)通过性,即模型可视为“黑箱”,通常能够利用输入或输出实验数据来辨识出它的结构和参数。

在模型研究中,为方便起见,同系统一样可对模型进行各种分类(见图6.1)。

图6.1 几种常见的模型分类

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