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通過數字計算機、模擬計算機或混合計算機上運行的程序表達的模型。采用適當的仿真語言或程序，物理模型、數學模型和結構模型一般能轉變為仿真模型。關于不同控制策略或設計變量對系統的影響，或是系統受到某些擾動后可能產生的影響，是在系統本身上進行實驗，但這并非永遠可行。原因是多方面的，例如：實驗費用可能是昂貴的；系統可能是不穩定的，實驗可能破壞系統的平衡，造成危險；系統的時間常數很大，實驗需要很長時間；待設計的系統尚不存在等。在這樣的情況下，建立系統的仿真模型是有效的。例如，生物的甲烷化過程是一個絕氧發酵過程，由于的作用分解而產生甲烷。根據生物化學的知識可以建立過程的仿真模型，通過計算機尋求過程的穩態值并且可以研究各種起動方法。這些研究幾乎不可能在系統自身上完成，因為從技術上很難保持過程處于穩態，而且生物甲烷化反應的起動過程很慢，需要幾周的時間。但如果利用（仿真）模型在計算機上仿真，則甲烷化反應的起動過程只需要幾分鐘的時間。