發(fā)布時間：2020-08-27 17:07

【摘要】： 仿真可信性是建模與仿真中迫切需要研究的關(guān)鍵問題之一,而VVA是提高仿真可信度的基本途徑。數(shù)學仿真模型與系統(tǒng)是一般仿真系統(tǒng)的重要組成部分,對數(shù)學仿真模型與系統(tǒng)進行VVA和可信性評估具有重要意義。本文針對數(shù)學仿真系統(tǒng)的特點和可信性評估要求,對其可信性進行了理論分析和應(yīng)用研究。 首先,簡要介紹了數(shù)學仿真模型的建立過程、方法及基本原則,從數(shù)學模型和仿真程序兩個方面對數(shù)學仿真模型的校核進行了研究。提出了數(shù)學仿真模型校核的主要目標及校核方法,并針對數(shù)學仿真模型的建立過程,提出了相應(yīng)的校核過程。 接著,研究了數(shù)學仿真模型的驗證方法及工具。針對數(shù)學仿真模型的實際特點,對數(shù)學仿真模型驗證方法的特點及適用性進行了分析和比較。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計和開發(fā)了數(shù)學仿真模型驗證工具,以輔助和指導實際中的模型驗證工作,實現(xiàn)模型驗證的規(guī)范化和自動化。 然后,從定性和定量兩方面對系統(tǒng)可信度評估的方法展開研究。先是研究了可信度綜合評估方法,歸納總結(jié)了層次分析法、模糊綜合評判法等常用的評估方法,并對其應(yīng)用做了比較分析;再是設(shè)計和開發(fā)了可信度綜合評估軟件,更好地輔助和指導實際中的可信度綜合評估工作。 最后,把上面研究的理論方法和軟件工具應(yīng)用到XXX模擬測試系統(tǒng)數(shù)學仿真分系統(tǒng)的可信度評估中。在分析了數(shù)學仿真分系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,選用合適的方法對其進行校核和驗證,給出了分析其綜合可信度的評估結(jié)果,并對結(jié)果進行了簡要分析。
【學位授予單位】：國防科學技術(shù)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：TP391.9
【圖文】：

三項基本活動是：建立數(shù)學模型（或稱數(shù)學建模、一次建模）、建立仿真程序（又稱仿真建模、二次建模）和仿真試驗，它們之間的關(guān)系如圖 2.1 所示。圖2.1 數(shù)學仿真三要素與三項活動的關(guān)系 圖2.2 一次建模流程由圖2.1可知，要想使數(shù)學仿真模型具有滿意的可信性，必須要在一次建模和二次建模的過程中進行VV&A，也就是要對數(shù)學模型和仿真程序進行VV&A。因此，數(shù)學仿真模型的可信性建立在數(shù)學模型與仿真程序的可信性基礎(chǔ)之上。數(shù)學模型用數(shù)學結(jié)構(gòu)的形式來反映實際系統(tǒng)的行為特性，是數(shù)學仿真的基礎(chǔ)，通過對系統(tǒng)的數(shù)學模型的研究可以揭示系統(tǒng)的內(nèi)在運動和系統(tǒng)的動態(tài)性能。要想保證數(shù)學模型的可信性，必須在一次建模的全過程中進行校核。一次建模的過程大體上可分為五個步驟，即建模準備、模型假設(shè)、建立模型、模型求解及模型分析，其流程如圖2.2所示。只有在確認數(shù)學模型可信之后，才可以將數(shù)學模型變換為仿真程序，從而在計算機上進行解算或試驗。將數(shù)學模型轉(zhuǎn)換成可用的仿真程序

通過對程序內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分析、檢測來尋找問題的又稱結(jié)構(gòu)測試；通過軟件的外部表現(xiàn)來發(fā)現(xiàn)其缺陷和錯誤的測稱功能測試。白盒測試檢查所有的結(jié)構(gòu)及路徑是否正確，以及說明的規(guī)定正常進行，測試方法通常有邏輯覆蓋、路徑覆蓋及程序界面處進行測試，檢查程序是否按照需求規(guī)格說明書的規(guī)包括等價類劃分、錯誤推測、邊界值分析、因果圖等。校核方法的分類如圖 2.4 所示。

若數(shù)學仿真模型的輸出結(jié)果為時序數(shù)據(jù)，誤差分析模塊即可對時序數(shù)據(jù)的誤差序列進行范數(shù)計算，同時要求數(shù)據(jù)具有相同的采樣范圍和間隔，因此一般要求先預處理。在數(shù)學仿真模型驗證工具中，有 4 種可選擇的典型范數(shù)。包括：均方誤差∑=NnneN121平方和誤差∑=Nnne12規(guī)一化平方和誤差∑= N nnnxe12最大誤差max()ne其中 ne、 nx、 ny分別為誤差、仿真和實驗序列。誤差分析模塊調(diào)用界面如圖 3.3 所示。

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本文編號：2806382