计算机仿真技术

目录
前言
本书阅读导引
第1章 计算机仿真技术基础
1.1 从现实问题开始
1.2 系统及系统的分类
1.2.1 系统的概念
1.2.2 系统环境的概念
1.2.3 系统中的随机概念
1.2.4 连续系统与离散事件系统
1.3 系统模型的概念及其分类
1.3.1 系统模型的概念
1.3.2 系统模型的分类
1.4 计算机仿真中的系统建模
1.4.1 构筑模块的思想
1.4.2 相关信息的原则
1.4.3 准确数据的原则
1.4.4 实体聚合的原则
1.5 计算机仿真的定义
1.5.1 问题求解中的仿真方法和解析方法分析
1.5.2 计算机仿真的分类
1.5.3 计算机系统仿真的基本步骤
1.6 计算机仿真技术发展概要
1.7 小结
思考题
第2章 系统模型建立的方法论
2.1 系统与建模
2.1.1 系统建模方法的形式化描述
2.1.2 系统数学模型的分类
2.2 系统建模的方法论
2.2.1 系统数学模型的作用
2.2.2 建立系统模型的依据
2.2.3 系统模型的可信性
2.2.4 系统建模的途径
2.3 系统辨识
2.3.1 系统辨识概述
2.3.2 动力学系统辨识
2.4 系统建模的实践
2.4.1 机械系统的建模方法
2.4.2 电气系统的建模方法
2.4.3 连铸过程中的系统建模方法
2.4.4 机-电-磁实验系统的曲线拟合与插值处理
2.4.5 实验数据的曲线拟合与插值处理
2.4.6 生态系统建模方法
2.4.7 辨识方法建模实例
2.5 小结
思考题
第3章 连续系统数值积分
3.1 连续系统数值积分法基本原理
3.1.1 Euler法
3.1.2 改进Euler法
3.1.3 数值积分法的几个基本概念
3.2 Runge-Kutta积分法
3.2.1 Runge-Kutta数值积分公式的推导
3.2.2 四阶Runge-Kutta法的向量公式
3.3 线性多步法
3.3.1 Adams显式公式
3.3.2 Adams隐式公式
3.3.3 Adams预估-校正法
3.4 数值积分法稳定性分析
3.4.1 数值解法稳定性的含义
3.4.2 稳定性分析
3.5 数值积分法的选择与计算步距的确定
3.5.1 积分方法的选择
3.5.2 积分步长的确定
3.5.3 误差估计与步长控制
3.6 小结
思考题
第4章 离散事件系统仿真
4.1 概述
4.2 系统仿真实例
4.3 离散事件仿真的基本要素
4.4 离散事件仿真模型的设计与实现
4.4.1 仿真时钟(Clock)的推进机制及其相应的仿真方法
4.4.2 仿真模型的设计
4.4.3 排队系统的仿真
4.5 随机数与随机变量的产生
4.5.1 随机数的产生
4.5.2 随机变量的产生
4.6 输入数据的分析
4.6.1 分布类型的辨识
4.6.2 分布参数估计
4.6.3 拟合度检验
4.7 仿真的输出分析
4.7.1 终态仿真与稳态仿真
4.7.2 终态系统的输出分析
4.7.3 稳态仿真的输出分析
4.7.4 不同设计方案的比较与评价
4.8 离散事件仿真语言
4.8.1 离散事件仿真语言概述
4.8.2 GPSS
4.8.3 SIMAN
4.9 小结
思考题
第5章 面向对象的仿真
5.1 面向对象的概念与技术
5.1.1 面向对象的基本概念
5.1.2 面向对象的分析
5.1.3 面向对象的设计
5.1.4 面向对象的程序设计
5.2 面向对象仿真概述
5.2.1 面向对象仿真的优点
5.2.2 面向对象技术在仿真中的应用
5.2.3 面向对象仿真系统的构成
5.2.4 面向对象仿真语言
5.3 基于C++的面向对象仿真的软件设计
5.3.1 C++语言简介
5.3.2 应用C++的仿真基本类结构
5.3.3 面向对象的仿真软件实例
5.4 小结
思考题
第6章 高层体系结构
6.1 分布式交互仿真体系结构的发展
6.1.1 分布交互仿真技术
6.1.2 聚合级仿真协议
6.1.3 高层体系结构的由来
6.1.4 DIS、ALSP和HLA的比较
6.2 高层体系简介
6.2.1 HLA仿真系统的层次结构
6.2.2 HLA的组成
6.2.3 HLA的基本思想
6.2.4 HLA的主要特点
6.3 HLA规则
6.3.1 联邦规则
6.3.2 联邦成员规则
6.4 HLA对象模型模板
6.4.1 联邦对象模型
6.4.2 成员对象模型
6.4.3 HLA OMT的组成
6.5 联邦运行支撑环境
6.6 HLA接口规范
6.6.1 联邦管理
6.6.2 声明管理
6.6.3 对象管理
6.6.4 时间管理
6.7 小结
思考题
第7章 嵌入式仿真系统与冷连轧优化仿真系统实现
7.1 嵌入式仿真系统
7.1.1 嵌入式仿真系统的概念和原理
7.1.2 嵌入式仿真系统的特点
7.2 冷连轧机计算机控制系统
7.3 优化计算机嵌入式仿真系统组成
7.3.1 嵌入式仿真系统的功能组成
7.3.2 系统的硬件组成
7.3.3 嵌入式仿真系统的实现
7.4 嵌入式仿真系统TMI运行机制
7.5 嵌入式仿真系统模型试验环境
7.5.1 模型的层次化结构
7.5.2 模型在线、离线轧制模型仿真
7.6 小结
思考题
第8章 仿真模型的校核、验证与认可
8.1 系统模型的校核、验证与认可的基本概念
8.1.1 有关基本概念
8.1.2 模型校核与验证的难点
8.2 系统模型校核与验证的一般策略
8.2.1 模型校核的一般方法
8.2.2 模型验证的一般方法
8.3 小结
思考题
第9章 实时仿真系统的规划与构建
9.1 实时仿真与半实物仿真
9.2 仿真规划
9.3 仿真工具的特性
9.4 系统实现方案与选择
9.4.1 方案的提出
9.4.2 RTW的基础及应用
9.4.3 dSPACE实时系统
9.5 实时仿真系统实验平台设计
9.6 系统实时性分析
9.7 小结
思考题
第10章 铁水运输仿真系统
10.1 铁水运输系统分析与建模方法
10.2 基于知识的分层事件调度仿真策略
10.3 物流-工艺-运输一体化铁水调度模型的建立
10.3.1 铁水调度子系统在仿真系统中的作用
10.3.2 物流-工艺-运输一体化铁水调度模型
10.4 基于虚拟探测与竞争规则的厂区铁路列车避碰算法
10.5 铁水运输分区分级路径动态选择算法
10.5.1 路网拓扑模型的建立
10.5.2 拓扑网络描述
10.5.3 分级路网模型的建立
10.5.4 分区分级的路径选择算法
10.6 仿真系统总体功能逻辑结构
10.7 仿真系统的软件结构
10.8 仿真结果
10.9 小结
思考题
第11章 伺服控制实时仿真系统应用
11.1 机器人足球系统应用研究
11.1.1 微型足球机器人系统
11.1.2 足球机器人控制系统设计
11.1.3 控制器的设计
11.1.4 实时仿真系统设计
11.1.5 控制器的优化
11.1.6 系统性能测试
11.1.7 系统模型辨识
11.2 球杆系统应用研究
11.2.1 球杆系统的建模
11.2.2 控制器的设计
11.2.3 实时仿真系统设计与实现
11.3 倒立摆系统应用研究
11.3.1 一级倒立摆的应用研究
11.3.2 二级倒立摆的应用研究
11.3.3 2dof平面机器人系统应用
11.4 小结
思考题
第12章 基于MATLAB/Simulink的建模与仿真
12.1 Simulink模块库简介
12.1.1 输入模块组
12.1.2 输出池模块组
12.1.3 连续系统模块组
12.1.4 离散系统模块组
12.1.5 非线性模块组
12.1.6 数学函数模块组
12.1.7 查表模块组
12.1.8 用户自定义函数模块组
12.1.9 信号与系统模块组
12.1.10 信号属性模块组
12.1.11 Simulink中其他工具箱的模块组
12.2 Simulink模型的建立
12.2.1 模型窗口的建立
12.2.2 模块的连接与简单处理
12.2.3 模块的参数修改
12.2.4 启动系统仿真环境
12.3 Simulink在系统仿真研究中的应用举例
12.4 小结
思考题
参考文献