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計(jì)算機(jī)仿真技術(shù) 版權(quán)信息
- ISBN：9787561246399
- 條形碼：9787561246399 ; 978-7-5612-4639-9
- 裝幀：暫無(wú)
- 冊(cè)數(shù)：暫無(wú)
- 重量：暫無(wú)
- 所屬分類：>
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù) 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本書(shū)對(duì)系統(tǒng)仿真理論、技術(shù)以及仿真方法學(xué)、軟件和應(yīng)用做了詳細(xì)講述。主要內(nèi)容包括系統(tǒng)仿真的基本概念、系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型及其相互轉(zhuǎn)換、數(shù)值積分法在系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用、面向微分方程的仿真程序設(shè)計(jì)、面向結(jié)構(gòu)圖的數(shù)字仿真法等。
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù) 目錄
第1章 緒論
1．1 系統(tǒng)仿真的基本概念
1．2 連續(xù)系統(tǒng)仿真技術(shù)
1．3 離散事件系統(tǒng)仿真技術(shù)
1．4 仿真技術(shù)的應(yīng)用
1．5 仿真技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展
本章小結(jié)
習(xí)題
第2章 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型及其相互轉(zhuǎn)換
2．1 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
2．2 實(shí)現(xiàn)問(wèn)題
2．3 從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖向狀態(tài)方程的轉(zhuǎn)換
2．4 連續(xù)系統(tǒng)的離散化方程
本章小結(jié)
習(xí)題
第3章 數(shù)值積分法在系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用
3．1 在系統(tǒng)仿真中常用的數(shù)值積分法
3．2 剛性系統(tǒng)的特點(diǎn)及算法
3．3 實(shí)時(shí)仿真算法
3．4 分布參數(shù)系統(tǒng)的數(shù)字仿真
3．5 面向微分方程的仿真程序設(shè)計(jì)
本章小結(jié)
習(xí)題
第4章 面向結(jié)構(gòu)圖的數(shù)字仿真法
4．1 典型環(huán)節(jié)仿真模型的確定
4．2 結(jié)構(gòu)圖離散相似法仿真
4．3 非線性系統(tǒng)的數(shù)字仿真
4．4 連續(xù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖仿真及程序
本章小結(jié)
習(xí)題
第5章 快速數(shù)字仿真法
5．1 增廣矩陣法
5．2 替換法
5．3 零極點(diǎn)匹配法
5．4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)仿真
本章小結(jié)
習(xí)題
第6章 控制系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化及仿真
6．1 參數(shù)優(yōu)化與函數(shù)優(yōu)化
6．2 單變量尋優(yōu)技術(shù)
6．3 多變量尋優(yōu)技術(shù)
6．4 隨機(jī)尋優(yōu)法
6．5 尋優(yōu)過(guò)程對(duì)限制條件的處理
6．6 函數(shù)尋優(yōu)
6．7 MATLAB優(yōu)化工具箱
本章小結(jié)
習(xí)題
第7章 Simulink建模和仿真
7．1 Simulink概述和基本操作
7．2 基本模塊
7．3 建模方法
7．4 系統(tǒng)仿真舉例
7．5 子系統(tǒng)和子系統(tǒng)的封裝
7．6 回調(diào)
7．7 Simulink下的自定義仿真
本章小結(jié)
習(xí)題
第8章 半實(shí)物仿真技術(shù)
第9章 現(xiàn)代仿真技術(shù)
附錄實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)
參考文獻(xiàn)
1．1 系統(tǒng)仿真的基本概念
1．2 連續(xù)系統(tǒng)仿真技術(shù)
1．3 離散事件系統(tǒng)仿真技術(shù)
1．4 仿真技術(shù)的應(yīng)用
1．5 仿真技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展
本章小結(jié)
習(xí)題
第2章 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型及其相互轉(zhuǎn)換
2．1 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
2．2 實(shí)現(xiàn)問(wèn)題
2．3 從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖向狀態(tài)方程的轉(zhuǎn)換
2．4 連續(xù)系統(tǒng)的離散化方程
本章小結(jié)
習(xí)題
第3章 數(shù)值積分法在系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用
3．1 在系統(tǒng)仿真中常用的數(shù)值積分法
3．2 剛性系統(tǒng)的特點(diǎn)及算法
3．3 實(shí)時(shí)仿真算法
3．4 分布參數(shù)系統(tǒng)的數(shù)字仿真
3．5 面向微分方程的仿真程序設(shè)計(jì)
本章小結(jié)
習(xí)題
第4章 面向結(jié)構(gòu)圖的數(shù)字仿真法
4．1 典型環(huán)節(jié)仿真模型的確定
4．2 結(jié)構(gòu)圖離散相似法仿真
4．3 非線性系統(tǒng)的數(shù)字仿真
4．4 連續(xù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖仿真及程序
本章小結(jié)
習(xí)題
第5章 快速數(shù)字仿真法
5．1 增廣矩陣法
5．2 替換法
5．3 零極點(diǎn)匹配法
5．4 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)仿真
本章小結(jié)
習(xí)題
第6章 控制系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化及仿真
6．1 參數(shù)優(yōu)化與函數(shù)優(yōu)化
6．2 單變量尋優(yōu)技術(shù)
6．3 多變量尋優(yōu)技術(shù)
6．4 隨機(jī)尋優(yōu)法
6．5 尋優(yōu)過(guò)程對(duì)限制條件的處理
6．6 函數(shù)尋優(yōu)
6．7 MATLAB優(yōu)化工具箱
本章小結(jié)
習(xí)題
第7章 Simulink建模和仿真
7．1 Simulink概述和基本操作
7．2 基本模塊
7．3 建模方法
7．4 系統(tǒng)仿真舉例
7．5 子系統(tǒng)和子系統(tǒng)的封裝
7．6 回調(diào)
7．7 Simulink下的自定義仿真
本章小結(jié)
習(xí)題
第8章 半實(shí)物仿真技術(shù)
第9章 現(xiàn)代仿真技術(shù)
附錄實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)
參考文獻(xiàn)
展開(kāi)全部
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù) 節(jié)選
《計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)（第3版）》： 一、基本原理分類 除了可按模型的特性分為連續(xù)系統(tǒng)仿真和離散事件系統(tǒng)仿真類型外，還可以從不同的角度對(duì)系統(tǒng)仿真進(jìn)行分類。比較典型的分類方法有以下幾種： （1）根據(jù)模型的種類可將系統(tǒng)仿真分為3種：物理仿真、數(shù)學(xué)仿真和半實(shí)物仿真。 （2）根據(jù)使用的仿真計(jì)算機(jī)也可將系統(tǒng)仿真分為3種：模擬計(jì)算機(jī)仿真、數(shù)字計(jì)算機(jī)仿真和數(shù)字模擬混合仿真。 （3）根據(jù)仿真時(shí)間鐘和實(shí)際物理系統(tǒng)時(shí)間鐘的比例關(guān)系，常將仿真分為實(shí)時(shí)仿真和非實(shí)時(shí)仿真。 本節(jié)根據(jù)仿真的主要理論依據(jù)——相似論來(lái)研究仿真的分類。所謂相似，是指各類事物間某些共性的客觀存在。相似性是客觀世界的一種普遍現(xiàn)象，它反映了客觀世界中不同物理系統(tǒng)和物理現(xiàn)象具備某些共同的特性和規(guī)律。采用相似理論建立物理系統(tǒng)的相似模型，這是相似理論在系統(tǒng)仿真中*基本的體現(xiàn)。上一節(jié)講過(guò)，仿真就是模仿一個(gè)真實(shí)系統(tǒng)，所遵循的基本原則就是相似原理。根據(jù)相似論的研究方法和仿真技術(shù)的研究方法，在建立物理系統(tǒng)的模型時(shí)，認(rèn)為物理系統(tǒng)和模型應(yīng)該滿足幾何相似、環(huán)境相似和性能相似中的一種或幾種。 （1）幾何相似，就是把真實(shí)系統(tǒng)按比例放大或縮小，其模型的狀態(tài)向量與原物理系統(tǒng)的狀態(tài)完全相同。土木建筑、水利工程、船舶、飛機(jī)制造多采用幾何相似原理進(jìn)行各種仿真實(shí)驗(yàn)。 （2）環(huán)境相似，就是人工在實(shí)驗(yàn)室里產(chǎn)生與所研究對(duì)象在自然界中所處環(huán)境類似的條件，比如飛機(jī)設(shè)計(jì)中的風(fēng)洞，魚(yú)雷設(shè)計(jì)中的水洞、水池等等。 （3）性能相似，則是用數(shù)學(xué)方程來(lái)表征系統(tǒng)的性能，或者利用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)來(lái)模仿該數(shù)學(xué)方程所表征的系統(tǒng)。性能相似原理也是仿真技術(shù)遵循的基本原理。 根據(jù)仿真所遵循的相似原則基本含義，大致可將仿真分為三大類： （1）物理仿真：主要是運(yùn)用幾何相似：環(huán)境相似條件，構(gòu)成物理模型進(jìn)行仿真。其主要原因可能是由于原物理系統(tǒng)是昂貴的，或是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的物理場(chǎng)，或是原物理系統(tǒng)的復(fù)雜性難以用數(shù)學(xué)模型描述。 （2）數(shù)字仿真：運(yùn)用性能相似條件，將物理系統(tǒng)全部用數(shù)學(xué)模型來(lái)描述，并把數(shù)學(xué)模型變換為仿真模型，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。 （3）半物理仿真：綜合運(yùn)用以上3個(gè)相似原則，把數(shù)學(xué)模型、實(shí)體模型、相似物理場(chǎng)組合在一起進(jìn)行仿真。這類仿真技術(shù)又稱為硬件在回路中的仿真（hardwareintheloopsimulation）。由于現(xiàn)代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，單一的物理仿真和數(shù)字仿真往往不能滿足其研究的要求，而這類物理仿真和數(shù)字仿真的結(jié)合則可滿足其要求。 《計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)（第3版）》的重點(diǎn)是向讀者介紹數(shù)字仿真。 二、半實(shí)物仿真 半實(shí)物仿真是一種通俗而習(xí)慣的叫法。按前述的定義應(yīng)該是：在全部仿真系統(tǒng)中，一部分是實(shí)際物理系統(tǒng)或與實(shí)際等價(jià)的物理場(chǎng)，另一部分是安裝在計(jì)算機(jī)里的數(shù)學(xué)模型。半實(shí)物仿真在科學(xué)研究和工程應(yīng)用中扮演著非常重要的角色，從某種意義上講，半實(shí)物仿真技術(shù)的難度和實(shí)際應(yīng)用性均超過(guò)全數(shù)字仿真。這主要是因?yàn)椋骸 。?）對(duì)于一個(gè)大型的仿真系統(tǒng)，有時(shí)系統(tǒng)中的某一部分很難建立其數(shù)學(xué)模型，或者建立這部分的數(shù)學(xué)模型的代價(jià)昂貴，精度也難以保證。例如，在紅外制導(dǎo)系統(tǒng)仿真時(shí)，其紅外制導(dǎo)頭以及各種物理場(chǎng)的模型建立是相當(dāng)困難的。為了能準(zhǔn)確地仿真系統(tǒng)，這部分將以實(shí)物的形式直接參與仿真系統(tǒng)，從而避免建模的困難和過(guò)高的建模費(fèi)用。 （2）利用半實(shí)物仿真系統(tǒng)，可以檢驗(yàn)系統(tǒng)中的某些部件的性能。例如，為了檢驗(yàn)航行器的性能，可以將設(shè)計(jì)的控制部件以實(shí)物的形式進(jìn)入仿真系統(tǒng)。 （3）利用半實(shí)物仿真，可以進(jìn)一步校正系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)在完成初步設(shè)計(jì)以及分部件逐個(gè)研制出來(lái)后，為了驗(yàn)證和鑒定系統(tǒng)性能或檢驗(yàn)定型產(chǎn)品，利用系統(tǒng)的半實(shí)物仿真可以從總體上更準(zhǔn)確地檢測(cè)外界因素的變化對(duì)系統(tǒng)的影響，更深入地暴露系統(tǒng)的內(nèi)在矛盾，從而在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)能較全面地檢驗(yàn)和評(píng)定系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性和各部件工作的協(xié)調(diào)性，進(jìn)而修改和完善設(shè)計(jì)。 （4）在1.4節(jié)介紹的仿真器中，半實(shí)物仿真是必需的。因?yàn)樵谶@類仿真器中為了逼近物理系統(tǒng)的實(shí)際效應(yīng)，許多部件必須以實(shí)物方式介入仿真系統(tǒng)中。例如，飛行駕駛員訓(xùn)練器，為了使飛行器有真實(shí)感，座艙往往是以實(shí)物的方式介入系統(tǒng)的。 由以上原因可以看出，半實(shí)物仿真是一種更有實(shí)際意義的仿真實(shí)驗(yàn)，其技術(shù)難度和投資也往往大于全數(shù)字仿真。圖1.2.1是某航行器指令制導(dǎo)半實(shí)物仿真系統(tǒng)的原理框圖。 ……
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