模拟与混合计算技术PDF电子书下载

第一章模拟计算机 1

1.1低速模拟计算机 1

目录 1

1.2基本运算部件 2

1.2.1系数器 2

1.2.2加法器和积分器 4

1.2.3乘法器 9

1.2.4函数产生器 12

1.3计算机系统 16

1.3.1模拟程序的编排 16

1.3.2系数的自动设置 16

1.3.3状态控制 17

1.3.5显示记录设备 19

1.4迭代模拟计算机 19

1.3.4参考电源 19

1.5数控运算器（积分器和 21

开关加法器） 21

1.6模拟存储器（跟踪－保持电路） 22

1.7时序发生器 24

1.8数字逻辑排题板 25

1.9模拟量／逻辑量转换装置 26

参考资料 26

第二章混合计算机 27

2.1 概述 27

2.2混合计算机中的模拟计算机 29

2.3混合计算机中的数字计算机 32

2.4转换装置 33

2.4.1数／模转换器（DAC） 33

2.4.2模／数转换器（ADC） 35

2.5.1输入／输出通道 39

2.5中间界面硬件 39

2.5.2模／数转换器（ADC） 41

2.5.3数／模转换器（DAC） 41

2.5.4 中断系统 42

2.5.5直接存取通道 43

2.5.6 读出线 43

2.5.7控制寄存器 44

2.5.8地址寄存器和数据寄存器 44

2.6中间界面系统组合 44

2.6.1 数字计算机的输入与输出 46

2.6.2模拟／数字转换 47

2.6.3 16路的多路扫描器 48

2.6.4数字／模拟转换 49

2.6.5 中断系统 49

2.6.6对模拟机的控制 49

2.6.8独立数控积分器的控制 50

2.6.7状态控制 50

2.6.9信号选择器的控制 51

2.7混合计算机软件 51

2.7.1混合计算机软件的作用及特征 51

2.7.2混合计算机程序 53

2.7.3混合应用软件 55

2.8系统仿真计算机的进展 61

及展望 61

2.8.1概述 61

2.8.2运算速度的定量比较方法 61

2.8.3未来的混合计算机 63

2.8.4全数字并行仿真的进展 65

2.8.5结束语 68

参考资料 69

图的建立 71

3.1模拟结构图的建立 71

3.1.1一阶微分方程组模拟结构 71

题、检验和误差分析 71

第三章模拟计算机的一般排 71

3.1.2高阶微分方程模拟结构 72

图的建立 72

3.2对原始方程的改写——求机 73

器方程 73

3.2.1 参数法 73

3.2.2化为一阶微分方程组 75

3.3选择比例尺 76

3.3.1幅值比例尺 76

3.3.2比例尺法 77

3.3.3标么法 78

3.3.4时间比例尺 79

3.3.5变比例尺 81

3.4最大值的估计 81

3.4.1二阶方程的最大值估计 82

3.4.2等系数律 83

3.5工作程序与检验方法 84

3.5.1一般工作程序 84

3.5.2检查内容与检查方法 85

3.6误差分析简介 87

3.6.1运算部件的误差 87

3.6.2几种典型误差分析方法 89

3.6.3线性二阶常系数微分方程的 93

误差分析 93

3.6.4提高解题精度的若干方法 94

参考资料 98

第四章隐函数法 99

4.1 概述 99

4.2稳定性问题 99

4.3一阶动态误差 100

4.4.1 除法：x=±y1/y2 101

4.4典型电路之一——乘法器 101

的应用 101

4.4.2 开方：x=±？ y＞0 102

4.4.3 求y的n次开方根：x=y1/n 103

4.4.4坐标转换 103

4.5典型电路之二——各种函数 105

产生器的应用 105

4.5.1 用正弦函数产生器求反三角函数和坐标转换 105

4.5.2用对数函数产生器求指数函数和任意方幂函数 106

4.6关于稳定性问题的进一步 107

讨论 107

4.6.1 当？在解题范围内两种极性都存在的情况 107

4.6.2电路中包含窄频带伺服系统时的稳定性 108

参考资料 110

第五章传递函数的模拟 111

5.1传递函数和频率响应 111

5.2连续积分法 112

5.3 代换法 113

5.4伴随方程法 114

5.4.1方法Ⅰ 114

5.4.2方法Ⅱ 116

5.5传递函数的模拟图表 117

5.6用复合网络模拟传递函数 126

5.6.1传递阻抗 126

5.6.2五阻抗网络分析 133

5.7恒定时延 136

5.7.1帕德全通近似 136

5.7.2曲线拟合法 138

5.7.3利用切比雪夫范数的最佳近似 138

参考资料 141

6.2.1限幅特性 142

6.2用比较继电器模拟 142

非线性现象 142

第六章 非线性系统的模拟 142

6.1 概述 142

6.2.2积分器的限幅特性 143

6.2.3 死区 143

6.2.4回环或间隙特性 144

6.3用二极管电路模拟非线性特性 144

6.3.1反馈限幅器 145

6.3.2桥式限幅器 145

6.3.3双稳触发器和多谐振荡器 147

6.3.4死区和回环电路 147

6.3.5最大值和最小值电路 148

6.4理想二极管电路 148

6.4.1绝对值和死区 149

6.4.3积分器的限幅特性和回环特性 150

6.4.4最大值和最小值电路 150

6.4.2限幅电路 150

6.5其它非线性特性的模拟 151

6.5.1死区和具有死区的比较器 151

6.5.2继电器特性的模拟 152

6.5.3线绕电位计特性的模拟 152

6.5.4静摩擦和动摩擦 152

参考资料 153

7.1.1矢量和矩阵的基本定义 155

7.1矢量和矩阵的基本知识 155

第七章代数方程求解 155

7.1.2矩阵的基本运算 158

7.1.3特征根和正稳定矩阵 159

7.2解线性方程组 160

7.2.1直接法 160

7.2.2转置法 160

7.2.3重排法 161

7.3.1基本原理 165

7.3最快降落法 165

7.2.4用迭代法提高精度 165

7.3.2两个常用的正定函数 166

7.3.3例题 167

7.4用于非线性方程的重排法 169

7.4.1重排法的可能性 169

7.4.2人工重排法 170

7.4.3自动重排 170

7.5一阶动态误差 172

参考资料 175

第八章变参数系统的模 176

拟研究方法 176

8.1 概述 176

8.2变参数系统的模拟编排 177

8.2.1方法Ⅰ 177

8.2.2方法Ⅱ 178

8.3随机信号的统计特性 180

8.3.1 自相关函数和互相关函数 181

8.3.2功率谱密度 182

8.4权函数 183

8.5线性系统对平稳白噪声 184

的响应 184

8.6伴随法 185

参考资料 191

第九章偏微分方程求解 192

9.1解一阶偏微分方程的 192

柯西特征法 192

9.2分离变量法 194

9.2.1分离变量法的原理 194

9.2.2例题 196

9.3有限傅里叶变换法 198

9.3.1有限傅里叶变换公式 198

微分方程 200

9.3.2用有限傅里叶变换解偏 200

9.4有限差分法 202

9.4.1有限差分公式 202

9.4.2一维热传导方程解法 205

9.4.3梁振动方程解法 207

9.4.4四阶误差公式的应用 209

9.5连续空间离散时间方法 214

参考资料 215

第十章迭代模拟计算机的 216

一般运用 216

10.1低速全并行运算中的子程序 216

10.1.1产生函数 216

10.1.2时延环节 217

10.1.3特殊部件的分时 218

10.2连续存储——函数存储技术 218

10.3求解多重积分 220

10.4求解偏微分方程 221

10.5求解积分方程 222

10.6随机过程的统计计算 224

10.7数控系统仿真 227

参考资料 228

第十一章寻优技术 229

11.1参数寻优问题 229

11.2迭代寻优方法 232

11.2.1梯度法 232

11.2.2随机法 238

11.3步距的选择和结果的判断 241

11.4随机过程的统计寻优 241

11.5混合计算机参数寻优 242

11.6函数寻优问题 247

计算方法 249

11.7.1极大值原理 249

11.7极大值原理及其模拟 249

11.7.2极大值原理的模拟计算方法 250

11.8直接法 252

11.8.1用达代模拟机求解：有限 252

差分法 252

11.8.2用混合计算机求解：梯度法 253

11.9随机摄动法 253

11.9.1方法Ⅰ：用数字式噪声 254

11.9.2方法Ⅱ：用模拟式噪声 254

11.10脉冲摄动法 255

参考资料 257

第十二章混合计算 259

12.1概述 259

12.2混合计算机产生函数的方法 260

12.2.1 数字查表和数字内插方式 262

12.2.2数字查表和混合码内插方式 262

12.2.3数字查表和模拟内插方式 263

12.2.4混合多变量函数的特殊应用——模拟程序的函数编排方法 267

12.3数控系统的混合仿真 269

12.3.1模拟机部份的编排 270

12.3.2逻辑部件的编排 271

12.3.3数字计算机程序流程图 271

12.4连续系统的混合仿真 272

12.4.1一般步骤和应考虑的问题 272

12.4.2〔举例〕：导弹飞行动力学的混合仿真 273

12.5混合计算中的误差分析 280

12.5.1误差的来源 280

12.5.2采样信号的频谱和采样定理 281

12.5.3量化误差 282

12.5.4时延 284

12.5.5信号恢复误差 284

12.5.6误差的补偿方法 286

参考资料 288