仿真(英語:simulation)或译作模拟,泛指基於實驗訓練為目的,將原本的真实或抽象的選定系统流程,建立一个模型以表征其关键特性(key characteristics)或者行为、功能,予以系統化公式化英语formulation,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。

電腦模擬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。仿真也會用在因為無法接近、也可能太过于危险或不可接受的后果、或者设计了但还未建造、或者根本就不存在等原因而不能在真實的系統中達成的。[1] 仿真的關鍵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

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

名稱

中國大陸自动控制领域過往把simulation翻译为「仿真」,如「核电站仿真」、「电厂仿真」等;emulation則翻译为「模拟」。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],卻將simulation翻译为「模拟」、emulation翻译为「仿真」,这造成了极大的混淆。

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
  • 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)

用途

訓練

Thumb
太空人的訓練,模擬在外太空的環境
Thumb
訓練飛行駕駛的模擬器

預測

娛樂

参考资料

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