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第1章 相似理论 1

1.1相似的基本理论 1

1.1.1相似的基本概念 1

1.1.2仿真系统和研究对象的内涵 2

1.1.3仿真系统和研究对象的相似性 3

1.1.4相似的性质 6

1.2实物模型的相似理论 9

1.2.1几何相似 9

1.2.2运动学相似 10

1.2.3动力学相似 10

1.2.4量纲分析 11

1.2.5实物模型相似原理 13

1.2.6实物模型相似理论的应用举例 20

1.3数学模型的相似理论 22

1.3.1连续系统动力学的数学相似 23

1.3.2离散系统动力学的数学相似 25

1.3.3场的相似 26

1.3.4概率、模糊集、粗糙集的数学规律相似 27

1.3.5图的相似 27

1.4简单系统的相似理论 28

1.4.1系统的结构相似 28

1.4.2系统功能、性能的相似 29

1.4.3系统的人机界面的相似 30

1.4.4系统的存在和演化的相似 30

1.5复杂系统的相似理论 30

1.5.1复杂系统的基本概念 30

1.5.2复杂系统的主要特性及其相似 31

参考文献 36

第2章 仿真科学与技术的方法论 38

2.1方法论概述 38

2.1.1方法和方法论的基本概念 38

2.1.2方法论在科学研究中的作用 41

2.1.3方法和方法论的分类 41

2.1.4方法论的发展历程 44

2.2一般科学方法论 47

2.2.1哲学方法论 47

2.2.2思维方法论 48

2.2.3心理学方法论 48

2.2.4数学方法论 49

2.2.5控制科学方法论 49

2.2.6信息科学方法论 50

2.2.7系统科学方法论 50

2.3仿真方法论 52

2.3.1仿真方法论的基本概念 52

2.3.2仿真方法论的形成与发展 54

2.3.3仿真方法论的研究范畴 55

2.3.4仿真方法论的内容体系 56

2.3.5仿真的全过程描述 62

参考文献 64

第3章 建模理论 65

3.1模型的基本理论 65

3.1.1多分辨率建模理论 66

3.1.2模型的重用理论 71

3.1.3模型的互操作理论 74

3.1.4模型的校核、验证、确认理论 76

3.2仿真模型的特性、功能及分类 83

3.2.1仿真模型的特性 83

3.2.2仿真模型的功能 83

3.2.3仿真模型的分类 84

3.3仿真建模基本原理 84

3.3.1仿真建模的本质 84

3.3.2仿真建模的基本步骤 85

3.3.3仿真建模的基本原则 86

3.4常见的建模理论 87

3.4.1一般系统建模理论 87

3.4.2变结构建模理论 88

3.4.3混合异构层次化建模理论 88

3.4.4多范式建模理论 89

3.4.5柔性仿真建模理论 89

3.4.6综合性建模理论 94

3.5概念模型建模理论 94

3.6数学模型建模理论 95

3.7计算机模型建模理论 96

3.8评估模型建模理论 97

参考文献 98

第4章 建模方法 100

4.1理论建模方法 100

4.1.1白箱建模法 100

4.1.2机理分析法 101

4.1.3模糊理论法 102

4.1.4连续系统建模法 103

4.1.5离散系统建模法 104

4.1.6基于关系描述的建模方法 105

4.1.7量纲分析法 114

4.2实验建模方法 115

4.2.1实验归纳法 116

4.2.2实验辨识法 116

4.3混合建模方法 118

4.3.1灰箱建模法 118

4.3.2分析-统计法 119

4.3.3模糊辨识法 120

4.4概念模型抽象表述方法 121

4.4.1面向过程的抽象表述 121

4.4.2面向结构的抽象表述 123

4.4.3面向整体的抽象表述 131

4.5计算机模型实现方法 140

4.5.1计算机模型的概念和分类 140

4.5.2并行计算机模型的实现方法 141

4.5.3计算机模型的组织与管理方法 143

4.5.4类库级计算机模型的实现 144

4.5.5组件级计算机模型的实现 146

参考文献 151

第5章 仿真模型的算法 152

5.1连续系统仿真模型的算法 152

5.1.1连续系统仿真算法分类 152

5.1.2高阶常微分方程数值解法 152

5.2离散系统仿真模型算法 157

5.2.1离散系统仿真模型 157

5.2.2离散事件仿真模型的部件与结构 158

5.2.3随机模型概述 158

5.3随机变量的实现 159

5.3.1概述 159

5.3.2随机数发生器设计 161

5.3.3随机变量实现的原理 164

5.4优化算法 169

5.4.1遗传算法 169

5.4.2粒子群算法 169

5.4.3神经网络算法 170

5.4.4模拟退火算法 170

5.4.5蚁群算法 171

5.5定性仿真算法 171

5.5.1定性仿真概论 171

5.5.2定性线性代数方程及其求解方法 171

5.5.3定性常微分方程及求解 173

5.6并行仿真算法 174

5.6.1并行算法的设计过程 174

5.6.2并行计算模型 176

5.6.3并行计算算法 177

参考文献 181

第6章 仿真系统理论 182

6.1仿真系统基本概念 182

6.1.1仿真系统的定义与分类 182

6.1.2仿真系统体系结构 185

6.1.3仿真系统全寿命管理理论 188

6.2仿真系统基础理论 188

6.2.1仿真系统超现实性理论 188

6.2.2仿真运行时空一致性理论 189

6.2.3实时仿真理论 194

6.2.4分布式交互仿真理论 196

6.3仿真系统的设计 200

6.3.1仿真系统需求设计 200

6.3.2仿真系统功能设计 204

6.3.3仿真系统结构设计 208

6.3.4仿真系统的实现 215

参考文献 217

第7章 支撑技术与工具 219

7.1仿真模型构建支撑技术与工具 219

7.1.1建模语言 219

7.1.2模型库技术 223

7.1.3建模支撑工具 225

7.2仿真系统集成开发工具 227

7.2.1 Arena 228

7.2.2 MATLAB 229

7.2.3 ExtendSim 230

7.3仿真运行支撑技术与工具 231

7.3.1并行与分布式仿真支撑技术与工具 231

7.3.2仿真数据库支撑技术 234

7.3.3仿真可视化支撑技术与工具 236

7.4仿真系统标准与标准化 243

7.4.1仿真系统标准、规范与规程 244

7.4.2仿真系统标准化 244

7.5仿真系统标准化发展过程 245

7.6仿真系统标准体系 247

7.6.1仿真系统标准的种类 247

7.6.2仿真系统标准的级别 247

7.6.3仿真系统标准的属性 248

7.6.4仿真系统标准体系框架 248

7.7仿真系统体系结构标准 249

7.7.1 DIS体系结构 249

7.7.2 ALSP体系结构 250

7.7.3 HLA体系结构 250

7.7.4 SBA系统体系结构 252

7.7.5 TENA体系结构 253

7.7.6仿真网格体系结构 255

7.7.7基于仿真网格的SBA体系结构 256

7.8仿真系统数据标准 257

7.8.1 PDU 258

7.8.2 OMT 258

7.8.3 DIF 259

7.9仿真系统VV&A标准 260

参考文献 261

第8章 仿真应用理论 262

8.1仿真应用的可信性理论 262

8.1.1仿真可信性的理论体系 262

8.1.2仿真可信性基本理论 263

8.1.3仿真可信性的影响因素分析 269

8.1.4仿真可信性的控制方法 273

8.2仿真试验技术 274

8.2.1仿真试验技术概述 274

8.2.2仿真试验设计方法 277

8.2.3仿真试验的前期准备 282

8.2.4仿真试验的组织实施 284

8.2.5仿真试验数据的分析方法 286

8.3仿真的可视化原理与方法 291

8.3.1数据可视化概述 291

8.3.2仿真可视化的基本概念 293

8.3.3仿真可视化的原理 296

8.3.4仿真可视化的方法 299

8.3.5仿真可视化的应用 304

8.4仿真数据综合分析和评估的理论与方法 305

8.4.1概述 305

8.4.2系统仿真数据分析方法 308

8.4.3仿真试验综合分析系统 310

8.4.4仿真结果评估理论与方法 312

8.4.5综合评估的结果分析 321

参考文献 325