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第一章 概论 1

1．1基本概念 1

1．1．1系统仿真的定义 1

1．1．2系统仿真的对象 3

1．1．3系统仿真的作用 4

1．1．4系统仿真的分类 4

1．2系统仿真的步骤 5

1．3系统仿真的应用 7

1．3．1从局部阶段仿真到全生命周期仿真 7

1．3．2从单武器平台仿真到多武器平台仿真 8

1．3．3从性能仿真到性能与构造仿真应用相结合 9

本章小结 10

2．1．2建模基本要求 11

2．1．1系统仿真的三个要素与三项基本活动 11

2．1建模/验模基本要求、方法与模型型谱 11

第二章 模型与仿真 11

2．1．3建模方法 12

2．1．4模型型谱 12

2．1．5建模与模型的校核、验证及确认 13

2．2连续系统的数学模型 14

2．2．1狭义连续系统的数学模型 14

2．2．2外部模型到内部模型的变换——实现问题 16

2．2．3初始条件和设置 21

2．2．4离散系统的数学模型 23

2．2．5采样数据系统的数学模型 24

2．3离散相似原理 26

2．3．1 z域离散相似模型 26

2．3．2时域离散相似模型 28

2．4两类数字仿真方法 29

本章小结 30

3．1模拟计算机 31

第三章 模拟及混合计算机仿真 31

3．1．1基本运算部件 32

3．1．2计算机系统 44

3．2用模拟计算机求解连续动力学系统 46

3．2．1模拟结构图的建立 47

3．2．2选择比例尺 47

3．2．3最大值的估计 54

3．2．4检查内容与检查方法 54

3．3混合仿真简介 56

3．3．1概述 56

3．3．2混合计算机基本结构 58

3．3．3混合计算机系统中的数字计算机 58

3．3．4混合计算机系统中的模拟计算机 59

3．3．6混合计算机系统中的程序生成系统 61

3．3．5混合计算机系统的中间界面 61

本章小结 63

第四章 全数字仿真机 64

4．1概述 64

4．1．1仿真计算机的发展史及现状 64

4．1．2现代计算机的组成 65

4．1．3计算机系统结构的发展 66

4．1．4多处理机和多计算机 69

4．2 AD10介绍 72

4．2．1 AD10的结构 72

4．2．2 AD10各处理机功能简介 75

4．3 AD100介绍 80

4．3．1概述 80

4．3．2 AD100的体系结构 80

4．3．3 AD100、AD10仿真机体系结构分析 83

4．4同构型多处理机MAXION 84

4．4．1 MAXION的系统结构特点 84

4．4．2 MAXION的性能特性 85

4．5通用计算机实时仿真 87

本章小结 89

第五章 连续系统数字仿真的基本算法 90

5．1数值积分法 90

5．1．1数值积分法的基本原理 90

5．1．2欧拉（Euler）法 92

5．1．3梯形法 92

5．1．4龙格-库塔（Runge-Kutta）法 94

5．1．5线性多步法 96

5．1．6变步长法 102

5．1．7微分方程数值积分的矩阵分析方法 106

5．1．8数值积分方法的计算稳定性 107

5．1．9数值积分方法的选择原则 111

5．2离散相似法 114

5．2．1离散相似法的应用 114

5．2．2增广矩阵法 116

5．2．3离散等价模型的校正 118

5．2．4 离散相似的几个主要问题 120

本章小结 121

习题 122

第六章 病态系统的仿真 125

6．1病态系统的特点 125

6．2线性病态系统的仿真 126

6．2．1矩阵指数eAT的数值计算 127

6．2．2缩方与乘方算法 129

6．2．3蛙跳算法 130

6．3．1 Stiff 稳定域 131

6．3非线性病态系统的仿真 131

6．3．2吉尔（Gear）法 133

6．3．3病态系统的判别及算法的切换 144

6．3．4半隐式龙格-库塔法 147

6．3．5特雷尔（Treanor）法 148

6．3．6多帧速算法 148

本章小结 151

第七章 含间断特性的系统仿真 152

7．1典型非线性程序法 152

7．2条件函数零点搜索法 153

7．3平均值法 158

7．4间断点估计法 161

本章小结 162

8．1分布参数系统及其数学模型 163

8．1．1模型特性 163

第八章 分布参数系统的仿真 163

8．1．2分布参数系统模型 164

8．2差分解法 170

8．2．1差分解法基本原理 170

8．2．2显式差分解法与隐式差分解法 172

8．2．3隐定性分析 172

8．3线上求解法 175

本章小结 176

第九章 仿真软件 177

9．1概述 177

9．1．1仿真软件功能要求 177

9．1．2仿真软件的发展概况 177

9．1．3数字仿真语言的性能要求 178

9．2高级仿真语言MPS-10及应用 179

9．2．1 MPS-10的功能 179

9．2．2 MPS-10程序结构 184

9．2．3 MPS-10的运行特点 187

9．2．4 MPS-10的输出 189

9．2．5 SYSTEM10仿真连续动力学系统的一般步骤 189

9．2．6 MPS-10模型校核方法 190

9．2．7应用举例 191

9．3一体化建模/仿真软件ADSIM 195

9．3．1 ADSIM软件的组成、结构及其特点 195

9．3．2 ADSIM语言 198

9．3．3标准函数和模型库 199

9．3．4仿真源程序的编译 203

9．3．5交互程序 205

9．3．6图形 208

9．3．7 ADSIM运行结构和仿真控制框架 208

9．3．8 ADSIM中的积分 209

9．3．9 ADSIM应用程序举例 213

9．4一体化建模/仿真环境IMSE 215

本章小结 218

第十章 仿真系统 219

10．1概述 219

10．2制导控制系统简介 219

10．2．1制导控制系统的涵义与任务 219

10．2．2制导系统的基本类型 220

10．2．3制导系统的主要技术要求 222

10．2．4导弹控制系统的分类、组成和主要技术要求 224

10．2．5制导控制系统设计应用的方法 225

10．3制导控制系统研制过程中的仿真 226

10．3．1系统仿真的作用 226

10．3．2仿真系统的主要技术要求 227

10．3．3仿真系统的基本组成 228

10．3．5半实物仿真系统涉及的关键技术问题 231

10．3．4仿真方法 231

10．4半实物仿真系统应用中的几个共性问题 235

10．4．1概述 235

10．4．2幅度比例尺 235

10．4．3时间比例尺及不实时带来的误差 236

10．4．4延时误差及补偿 237

10．4．5 DAC误差分析及补偿设计 240

10．4．6 多帧速仿真的应用 242

10．4．7 实时积分算法 243

本章小结 247

第十一章 分布交互仿真 248

11．1引言 248

11．2基本概念 248

11．3．1信息接口定义 249

11．3 DIS中需要标准化的领域 249

11．3．2通讯体系结构 250

11．3．3安全保密 251

11．3．4环境表达 251

11．3．5管理 251

11．3．6现场装置 252

11．3．7性能评估 253

11．3．8计算机生成兵力 253

11．4现有DIS标准简介 253

11．4．1协议数据单元（PDU）标准 253

11．4．2通讯体系结构标准 257

11．4．3演练控制和反馈需求标准 257

11．5基本技术途径 259

11．5．1 DIS设计原则 259

11．5．2通讯 260

11．5．3环境关联 262

11．5．4时空一致性 263

11．6进一步发展方向 263

11．6．1接口 264

11．6．2通讯 264

11．6．3安全保密 265

11．6．4环境 265

11．6．5管理 265

11．6．6实现有效的DIS演练VVA 266

11．6．7建立性能和有效性的度量指标 266

11．6．8确保CGF的互操作性 266

本章小结 266

第十二章 离散事件系统仿真 267

12．1离散事件系统仿真的基本概念 267

12．1．1离散事件系统仿真的基本思想 267

12．1．2描述离散事件系统模型的基本概念 268

12．1．3描述离散事件系统仿真模型的基本概念 269

12．1．4离散事件系统仿真程序的结构 271

12．2离散事件系统的仿真策略 271

12．3离散事件系统仿真语言 275

12．4离散事件系统的形式化 279

12．4．1仿真建模形式化 279

12．4．2离散事件系统规范说明——DEVS 282

本章小结 287

第十三章 面向对象仿真 288

13．1面向对象的概念与技术 288

13．1．1面向对象的基本概念 288

13．1．2面向对象分析 290

13．1．3面向对象设计 292

13．1．4面向对象程序设计 293

13．2．1面向对象仿真的优点 294

13．2面向对象仿真概述 294

13．2．2面向对象技术在仿真中的应用 295

13．2．3面向对象仿真系统的构成 297

13．2．4面向对象仿真语言 298

13．3基于C++的面向对象仿真软件设计 299

13．3．1 C++语言简介 299

13．3．2基本类结构 300

13．3．3一个面向对象的仿真软件 303

13．4高层体系结构HLA 307

13．4．1概述 307

13．4．2 HLA规则 310

13．4．3对象模型样板OMT 311

13．4．4 RTI的接口规范分析 320

13．4．5 RTI接口简介 326

本章小结 332

14．2系统仿真结果和真实系统试验结果的一致性验证 333

14．2．1静态数据的验证 333

第十四章 仿真试验结果分析 333

14．1引言 333

14．2．2动态数据的验证 336

14．3仿真结果分析 342

14．3．1静态仿真数据的分析 342

14．3．2动态仿真数据的分析 343

14．3．3动态仿真数据的谱分析 346

14．4仿真与Bayes统计推断 349

14．4．1 Bayes统计的基本思想 349

14．4．2仿真与Bayes方法在武器装备系统试验鉴定中的应用 350

14．5不进行现场试验时仿真信息的运用 356

本章小结 359

参考文献 360