Che cosa sono i sistemi dinamici?

I sistemi dinamici sono modelli matematici di sistemi che variano nel tempo. Vengono descritti tramite una serie di variabili (il cui valore in un determinato istante determina lo stato del sistema) e da un insieme deterministico di regole che stabiliscono quale sarà il successivo stato futuro a partire da quello attuale (per esempio mediante un sistema di equazioni differenziali le cui variabili descrivono il sistema dinamico). Il software di simulazione viene utilizzato per simulare il comportamento di sistemi rappresentati da modelli matematici. L’evoluzione nel tempo di un sistema dinamico viene simulata calcolando i valori degli stati del sistema dinamico in ciascun passo della simulazione. Si usano per questo scopo algoritmi numerici di risoluzione basati sul tempo o su eventi. Il software di simulazione in genere include strumenti di visualizzazione che consentono di esaminare l’evoluzione degli stati del sistema dinamico mentre è in corso la simulazione.

Ingegneri e scienziati impiegano software di simulazione per svariati motivi:

• Spesso è più facile, più economico o più sicuro creare e simulare un modello matematico di un sistema reale piuttosto che creare e testare un prototipo fisico.
• Se il sistema fisico non è ancora disponibile, è possibile modellarlo con maggiore o minore fedeltà come un sistema dinamico sul quale eseguire simulazioni per esplorare le diverse opzioni progettuali.

Se si progetta software di controllo per dispositivi fisici, non appena il sistema reale è disponibile è possibile ridurre il tempo di test sui dispositivi finali grazie al lavoro eseguito in precedenza sui modelli matematici. Per ottenere ulteriori informazioni dettagliate sul software di simulazione di sistemi dinamici basato sul tempo, vedere Simulink^®. Per la simulazione basata su eventi, vedere SimEvents^®. Per acquisire conoscenze sulla modellazione e simulazione di sistemi fisici (elettrici, meccanici, idraulici e così via), vedere Simscape™. Per la modellazione e simulazione di sistemi biologici, vedere SimBiology^®.