一种基于DEVS的虚拟实验系统研究(1)(2)
2015-03-24 01:08
导读:虚拟器件(VE)是虚拟实验中所用的仪器设备,具有独立的信号输入、输出接口和信号处理功能,有独立的三维图像属性、 物理化学 特性和操作规则,能

虚拟器件(VE)是虚拟实验中所用的仪器设备,具有独立的信号输入、输出接口和信号处理功能,有独立的三维图像属性、
物理化学特性和操作规则,能及时响应外部事件,接收外部信息,在仿真时钟的推进下独立工作。不失一般性,基于DEVS形式理论,给出图1所示的虚拟器件的DEVS结构模型,其形式化描述如下:

图1 虚拟器件的DEVS结构模型

其中,X为信号输入集;t为仿真时钟;S为抽象仿真器,是虚拟器件的核心,由物理模型抽象而成的一种算法描述,

,S在仿真时钟的推进下,接收信号,响应事件,完成仿真运算,产生仿真输出,控制系统状态的变化;Y为信号输出集,

;P为物理模型(Physical Model),定义虚拟器件的物理化学特性,是建立抽象仿真器的基础;O为交互模型(Operational Model),定义虚拟器件与外界交互的规则和方式,产生交互事件,实现人机交互;

为内部反馈信号,在内部状态转移时产生,其反馈模式由物理模型描述;G为三维图像模型(Graphical Model),采用三维图像仿真虚拟器件的外观特性及其变化规则,产生交互效应,其变化域由输出接口控制;输入接口负责完成外界输入信号(X)、交互事件(O)和内部状态反馈信号

的预处理,包括事件响应和信号变换;输出接口接收S的运算结果,产生

、Y和图像模型变化的控制信号。交互模型与图像模型之间通过输入输出接口实现虚通信。集合X和集合Y可用如下格式描述:

虚拟场景(VS)是对特定实验平台的仿真,其主要功能有:为实验提供可操作的三维虚拟环境图像模型和交互模型,描述实验原理(Principle)及数据分析方法(Analysis),建立实验操作步骤(Step)和决策控制(Decision),确定各虚拟器件间的关联规则(Relation),进而建立虚拟场景的抽象仿真器以提供对整个实验系统的控制。虚拟场景的DEVS结构模型与虚拟器件相同,其形式化描述为:

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(转载自http://zw.nseac.coM科教作文网)
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