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第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 系统、模型与仿真 1

1.2.1 系统 1

1.2.2 模型 4

1.2.3 仿真 5

1.3 系统仿真学科 12

1.3.1 系统仿真学科的产生 12

1.3.2 系统仿真学科的定义 12

1.3.3 系统仿真学科的理论体系 13

1.3.4 系统仿真的学科体系 14

1.4.1 网络化仿真技术 15

1.4 系统仿真技术研究与应用中值得关注的若干焦点［1］ 15

1.4.2 综合自然环境仿真技术［6-14］ 16

1.4.3 智能仿真系统［6,15-18］ 16

1.4.4 复杂系统／开放复杂巨系统的仿真技术［6,19-22］ 17

1.4.5 虚拟样机工程技术 17

1.4.6 基于普适计算技术的普适仿真技术 17

第2章 连续系统仿真 18

2.1 引言 18

2.2 连续系统常用的数学模型及其转换 19

2.2.1 面向方程的模型 19

2.2.2 面向结构图的模型 20

2.2.3 模型转换 22

2.3 数值积分法 32

2.3.1 常用的几种数值积分法 32

2.3.2 误差、收敛性与稳定性分析 40

2.3.3 数值积分法的选择与计算步长的确定 43

2.4 离散相似法 50

2.4.1 离散相似法的基本原理 50

2.4.2 保持器的类型 50

2.4.3 离散相似法的步骤 52

2.4.4 离散相似法的精度与稳定性 53

2.4.5 用数字补偿器提高离散相似法的精度和稳定性 54

2.5 转移矩阵法（时域离散相似法） 54

2.5.1 系统的离散状态空间模型 54

2.5.2 典型环节的离散状态空间模型 57

2.5.3 矩阵指数的计算 58

2.6 增广矩阵法 61

2.6.1 增广矩阵法的基本思想 61

2.6.2 典型输入作用下的增广矩阵 62

2.7 置换法 64

2.7.1 图斯汀置换法的推导 64

2.7.2 性质 66

2.8 根匹配法 66

2.9 时域矩阵法 69

2.10 仿真算法的几个问题 72

2.10.1 病态方程的仿真算法 72

2.10.2 实时仿真算法 72

2.10.3 仿真算法的选择与比较 74

2.11 基于数值积分法（面向方程）的连续系统仿真 75

2.11.1 系统的数学模型 75

2.11.2 系统的仿真模型 75

2.12.1 系统的数学模型 76

2.12 基于离散相似法（面向结构图）的连续系统仿真 76

2.11.3 仿真程序的开发 76

2.12.2 系统的仿真模型 77

2.12.3 编程技巧问题 77

第3章 采样控制系统仿真 80

3.1 引言 80

3.1.1 采样控制系统的组成 80

3.1.2 采样控制系统的特点 80

3.1.3 采样控制系统的仿真方法 81

3.2 采样控制系统仿真的一般方法 81

3.2.1 T=Ts仿真法 81

3.2.2 T=Ts/M仿真法 83

3.2.3 数字控制器采样周期的调整与脉冲传递函数的修正 85

3.2.4 纯延迟环节的仿真 86

3.3 采样控制系统仿真示例 87

第4章 离散事件系统仿真 90

4.1 引言 90

4.1.1 离散事件系统仿真的基本概念（术语） 90

4.1.2 离散事件系统仿真的一般步骤 93

4.2 离散事件系统的仿真策略 94

4.2.1 事件调度法 95

4.2.2 活动扫描法 96

4.2.3 三段扫描法 98

4.2.4 进程交互法 99

4.2.5 小结 101

4.3 离散事件系统仿真举例 102

4.3.1 单服务台排队系统 102

4.3.2 机器修理车间仿真 104

5.1 面向对象技术概述 108

5.1.1 面向对象概念 108

第5章 面向对象仿真 108

5.1.2 面向对象分析 110

5.1.3 面向对象设计 110

5.2 面向对象建模 111

5.2.1 面向对象建模技术 111

5.2.2 面向对象建模的一般过程 114

5.3 面向对象仿真 116

5.3.1 面向对象仿真技术 116

5.3.2 面向对象仿真的优点 119

5.3.3 面向对象仿真的基本内容 120

5.3.4 面向对象仿真软件 122

5.4.1 环境对象数据模型 123

5.4 面向对象建模与仿真实例——虚拟战场环境建模与仿真 123

5.4.2 面向对象的虚拟战场环境建模 124

5.4.3 面向对象的虚拟战场环境仿真实现 126

第6章 定性仿真 130

6.1 定性仿真综述 130

6.1.1 产生和发展 130

6.1.2 理论派别 131

6.1.3 应用与发展方向 131

6.2 Kuipers定性仿真方法 132

6.2.1 引言 132

6.2.2 Kuipers定性仿真原理 133

6.2.3 基本概念 133

6.2.4 约束的定义 134

6.2.6 定性描绘图 135

6.2.5 定性状态转换规则 135

6.2.7 QSIM算法 136

6.3 Kuipers定性仿真示例 137

6.3.1 系统描述 137

6.3.2 系统结构的定性描述 137

6.3.3 系统状态的定性知识 138

6.3.4 系统的初始状态 139

6.3.5 系统行为的预测 139

6.4 定性定量仿真简介 140

6.4.1 问题的提出 140

6.4.2 定性定量仿真的好处 140

6.4.3 定性定量仿真的研究方向 140

6.4.4 定性定量仿真的方法 141

第7章 半实物仿真 142

7.1 半实物仿真概述 142

7.1.1 半实物仿真技术 142

7.1.2 半实物仿真系统 143

7.2 视景仿真技术 146

7.2.1 三维建模技术 147

7.2.2 真实感三维图形生成技术 148

7.2.3 动画生成技术 149

7.2.4 实时视景生成和显示技术 149

7.3 运动特性仿真技术 151

7.3.1 运动控制系统技术 151

7.3.2 运动仿真系统技术 151

7.4.1 随动负载特性仿真技术 153

7.4 力与力矩特性仿真技术 153

7.4.2 力反馈／触觉技术 154

7.4.3 压力仿真技术 154

7.5 目标与环境特性仿真技术 155

7.5.1 可见光图像目标仿真技术 155

7.5.2 激光目标特性仿真技术 158

7.5.3 红外成像目标半实物仿真技术 162

7.5.4 雷达目标半实物仿真技术 166

第8章 分布交互仿真 168

8.1 概述 168

8.1.1 分布交互仿真的产生 168

8.1.2 分布交互仿真的发展 168

8.1.3 分布交互仿真的分类 171

8.2.1 DIS体系结构 172

8.2 体系结构 172

8.2.2 HLA体系结构 174

8.8.3 两种体系结构的互连 176

8.3 信息交换标准 177

8.3.1 引言 177

8.3.2 DIS协议 177

8.3.3 HLA标准 180

8.4 DR（Dead reckoning）算法 184

8.4.1 DR算法描述 184

8.4.2 推算定位模型（DRM）表示法 184

8.4.3 推算定位公式 185

8.4.4 DR算法的执行过程 186

8.5.2 同步方法分类 187

8.5.3 硬件同步 187

8.5 时钟同步 187

8.5.1 时钟同步的概念 187

8.5.4 软件同步方法 188

8.6 计算机生成兵力 190

8.6.1 引言 190

8.6.2 CGF系统组成与工作过程 191

8.6.3 CGF行为仿真 192

8.7 仿真管理技术 193

8.7.1 引言 193

8.7.2 分布交互仿真管理的主要内容 194

9.1.1 问题的提出 196

9.1.2 仿真可信度研究的发展状况 196

9.1 概述 196

第9章 模型与仿真的VV A及可信度评估 196

9.1.3 仿真可信度研究中的关键问题 197

9.2 模型与仿真的VV A 198

9.2.1 VV A的概念 198

9.2.2 有关人员及其职责 198

9.2.3 VV A的基本原则 199

9.2.4 VV A的工作过程 199

9.2.5 模型文档 201

9.3 模型校核方法 202

9.4 模型验证方法 203

9.4.1 可用于模型验证的软件验证方法 203

9.4.2 模型验证的常用方法介绍 205

9.5 仿真可信度 213

9.5.1 仿真逼真度的概念 213

9.5.2 仿真可信度的概念 214

9.5.3 仿真可信度与VV A的关系 215

9.6 分布交互仿真可信度 216

9.6.1 引言 216

9.6.2 分布交互仿真系统可信度分析的技术途径 217

第10章 系统仿真试验 219

10.1 引言 219

10.2 仿真试验基础 220

10.2.1 基本术语 220

10.2.2 仿真试验步骤 221

10.2.3 仿真试验设计的条件 222

10.2.4 仿真试验设计的作用 222

10.3 仿真试验设计方法 222

10.3.1 全面试验法 222

10.3.2 坐标轮换法（多次单因素试验法） 223

10.3.3 正交试验设计法 223

10.3.4 均匀试验设计法 224

10.4 仿真试验数据分析 225

10.4.1 输入数据分析［50］ 225

10.4.2 输出数据分析 226

10.5 提高仿真精度的方差缩减技术 236

10.5.1 公用随机数法 236

10.5.2 对偶变量法 237

10.5.3 重要采样法 238

10.5.4 相关采样法 238

10.5.5 控制变量法 238

10.6 试验设计最优化 239

附录1 拉普拉斯变换和Z变换 241

附录2 习题与思考题 247

附录3 仿真实验 256

参考文献 259