现代仿真技术与应用 第2版PDF电子书下载

第一章　概论 1

1.1　系统与模型 1

1.1.1 系统 1

目录 1

1.1.2　模型 5

1.2　系统仿真 11

1.2.1 定义 11

1.2.2 系统仿真的作用 12

1.3　系统仿真的分类 14

1.3.1　根据计算机分类 14

1.3.2　根据仿真时钟与实际时钟的比例关系分类 15

1.3.3根据仿真系统的结构和实现手段不同分类 15

1.3.4　根据虚实结合的程序分类 16

1.4.1　仿真的工作流程 17

1.4　系统仿真的工作流程和基本概念框架 17

1.4.2　现代仿真的基本框架 18

1.5　仿真算法和仿真软件 20

1.5.1　仿真算法 20

1.5.2　仿真软件 21

1.6　系统仿真技术研究和应用的趋势 22

1.6.1 系统仿真理论方法的发展 22

1.6.2　系统仿真技术应用的发展 27

习题 30

第二章　系统的数学模型 31

2.1　系统数学模型及一般表达形式 31

2.2　连续时间系统的数学模型 35

2.2.1 常用的数学模型 35

2.2.2　实现问题 38

2.2.3 系统状态初始值设置 44

2.3　离散时间系统的数学模型 45

2.3.1 常用的数学模型 45

2.3.2　连续系统数学模型的离散化 46

2.3.3　计算机控制系统的数学模型 54

习题 56

第三章　连续系统的数学仿真 59

3.1　数值积分法 59

3.1.1　几种常用的积分法 60

3.1.2 变步长法 65

3.1.3　算法误差和稳定性问题 68

3.1.4　算法的比较和选择 72

3.1.5　病态系统的仿真方法 72

3.2.1 离散相似法的原理及应用 75

3.2　离散相似法 75

3.2.2 离散相似模型的精度和校正问题 78

3.2.3 面向结构图的离散相似法 80

3.3　间断非线性系统的数学仿真算法 85

3.3.1　平均值法 86

3.3.2　条件函数求零算法 88

3.3.3　间断点估计法 92

3.4　分布参数系统仿真算法 93

3.4.1 差分解法 93

3.4.2　线上求解法 97

3.5　建模与仿真工具SIMULINK 99

3.5.1 SIMULINK概述 99

3.5.2　用SIMULINK建立仿真模型 99

3.5.3 SIMULINK的高级仿真技术 111

习题 114

4.1　离散事件系统与模型 116

第四章　离散事件系统仿真 116

4.1.1　描述离散事件系统的基本要素 117

4.1.2 离散事件系统模型 118

4.2　随机数和随机变量的产生 120

4.2.1　随机数的产生 121

4.2.2　连续随机变量的产生 123

4.2.3 离散随机变量的产生 126

4.3　离散事件系统的仿真模型和仿真策略 128

4.3.1 离散事件系统仿真模型 129

4.3.2 离散事件系统仿真策略 133

4.4　排队系统仿真 134

4.4.1　排队系统的组成 135

4.4.2　到达模式 135

4.4.4　排队规则 136

4.4.3　服务机构 136

4.4.5　排队模型的分类和系统的主要统计性能 137

4.4.6　单服务台排队系统仿真 138

4.5　随机库存仿真 141

4.5.1　库存系统简介 141

4.5.2　确定性库存系统 142

4.5.3　随机库存系统 143

4.5.4　库存系统的仿真 145

4.6　决策系统仿真 147

4.6.1 决策系统的组成与分类 147

4.6.2　决策系统的特点 147

4.6.3　决策系统仿真建模的研究内容 147

4.6.4　决策者决策的数学模型框架 149

4.6.5 多人决策模型框架 150

4.6.6　决策建模方法的应用实例 151

4.7.1 Petri网图 155

4.7 Petri模型 155

4.7.2　事件逻辑关系的网图 158

4.7.3　Petri网仿真 159

4.8　离散事件系统的形式化 161

4.9　离散事件系统仿真语言 164

4.10　计算机网络仿真应用实例 167

4.10.1 网络仿真的基本概念 167

4.10.2　网络数学建模分析 169

4.10.3 网络仿真的实现 169

习题 174

第五章　面向对象的仿真 176

5.1 面向对象的技术 176

5.1.1 面向对象的基本概念和特征 176

5.1.2　面向对象的分析 182

5.1.3　面向对象的设计 186

5.1.4　面向对象的程序设计 188

5.2　面向对象的仿真 190

5.2.1 面向对象的仿真的优点 190

5.2.2　面向对象方法在仿真中的应用 192

5.3　面向对象仿真的设计语言和软件 193

5.3.1 面向对象仿真的设计语言 194

5.3.2 UML统一建模语言和Rational Rose软件 197

5.4　面向对象的系统仿真应用举例 204

5.4.1 面向对象的离散事件系统仿真应用 204

5.4.2　面向对象的复杂系统——鱼雷武器系统仿真应用 207

习题 222

第六章　分布交互仿真 223

6.1 引言 223

6.2　DIS系统的设计原则与关键技术 224

6.2.1　设计原则 225

6.2.2　关键技术 226

6.3 DIS系统体系结构 227

6.3.1 DIS中的仿真节点 227

6.3.2　网络接口单元 228

6.3.3 DIS系统组成 229

6.4 DIS标准 231

6.4.1　标准分类 232

6.4.2 PDU的类型、结构组成和格式设计 233

6.4.3　通信层及应用层的标准化 234

6.4.4　通信体系结构标准 236

6.5 DIS时空一致性 237

6.5.1 形成时空不一致的原因 237

6.5.2　保证时空一致性的途径 238

6.6 DR技术 241

6.6.1 DR技术的基本思路 242

6.6.2 DR模型和算法 242

6.6.3 DR技术的实现方法 244

6.7 计算机生成兵力 245

6.7.1 计算机生成兵力简介 245

6.7.2 CGF研究的特点和主要关键技术 245

6.7.3 CGF系统举例 246

6.8　DIS系统管理技术 247

6.8.1　DIS系统管理 247

6.8.2　分布式数据库技术 249

6.9　高层体系结构技术 251

6.9.1 高层体系结构产生的背景 251

6.9.2　基于HLA的软件设计与开发 252

6.9.3　DIS/HLA对比分析 262

6.10　仿真应用实例 263

6.10.1 DIS应用实例 263

6.10.2 HLA仿真应用实例 270

习题 278

第七章　可视化、多媒体、虚拟现实技术 279

7.1　概述 279

7.1.1　科学计算可视化及可视化仿真 279

7.1.2　多媒体仿真 283

7.1.3　虚拟现实技术及其系统组成 287

7.2　多媒体图形仿真技术 290

7.2.1 OpenGL引言 291

7.2.2　OpenGL的基本操作过程 292

7.2.3　OpenGL的图形变换和图像处理 293

7.2.4　基于OpenGL的三维图形建模方法研究 295

7.3　武器系统多媒体仿真技术应用 301

7.3.1　基于OpenGL的鱼雷三维建模技术 302

7.3.2　基于3DSMAX的三维物体建模技术 309

7.3.3　基于MultiGen Creator的多边形建模技术 312

7.3.4　仿真演示系统的总体结构框架及多媒体功能的实现 316

7.3.5　提高场景渲染速度的几种方法 320

7.3.6　仿真过程中的多媒体人机交互技术 323

7.4　虚拟现实技术的应用 324

7.4.1　虚拟现实技术的主要研究内容 324

7.4.2　分布式虚拟现实 327

7.4.3　虚拟现实技术的应用 328

7.4.4　典型应用——虚拟战场环境 333

习题 338

8.1.1 问题的提出 339

8.1.2　定义 339

第八章　建模与仿真的校核、验证与确认技术 339

8.1　概述 339

8.1.3 国内外相关研究状况 340

8.2 VV A一般性过程及原则 340

8.2.1 VV A一般性过程 340

8.2.2 VV A的基本原则 343

8.2.3 VV A的组织及文档化 345

8.3 VV A技术与方法 347

8.3.1　校核与验证技术 347

8.3.2　确认方法 354

8.4　鱼雷控制半实物仿真系统的VV A 355

8.4.1 VV A过程 355

8.4.2　校核与验证分析 356

8.4.3　仿真系统的确认 358

8.5.1　基于DIS标准的分布交互仿真系统VV A过程 360

8.5　分布交互仿真系统的VV A 360

8.5.2　基于HLA标准的分布交互仿真系统VV A过程 362

8.5.3 VV A辅助工具 364

习题 365

第九章　制导控制系统的仿真 366

9.1　鱼雷制导控制系统仿真的基本概念 366

9.1.1 鱼雷制导系统和控制系统 366

9.1.2　鱼雷制导控制系统设计分析方法 367

9.1.3　鱼雷制导控制系统仿真试验内容 369

9.2　鱼雷制导控制系统的数学仿真 370

9.2.1 鱼雷制导控制系统的数学模型 370

9.2.2　鱼雷制导控制系统的仿真模型 374

9.2.3　鱼雷控制系统的数学仿真 377

9.2.4　鱼雷制导控制系统的全弹道仿真 382

9.3　鱼雷制导控制系统的半实物仿真 384

9.3.1 鱼雷制导控制半实物仿真系统的组成 385

9.3.2　三轴转台和水下转台 386

9.3.3　水压仿真器 391

9.3.4　舵负载力矩仿真器 392

9.3.5 目标／环境仿真器 396

9.3.6　仿真计算机 398

9.3.7　接口装置 400

9.3.8　试验控制台 403

9.3.9　专用仿真软件 403

9.3.10　控制系统半实物仿真应用的实例 405

9.4　鱼雷武器系统仿真技术的发展 411

9.4.1　战术运用仿真 411

9.4.2　指挥控制系统仿真 412

9.5.1　射频辐射式目标仿真 413

9.5　导弹制导控制系统仿真 413

9.5.2　红外目标与环境仿真 416

9.5.3　电视测角制导仿真 417

9.5.4　激光制导仿真 418

9.5.5　光学成像仿真 420

9.6　系统仿真结果统计分析 423

9.6.1　蒙特卡罗法 423

9.6.2　CADET法 425

习题 432

附录　实验 433

实验1　面向方程的数值积分方法仿真 433

实验2　利用SIMULINK进行制导弹道仿真 434

实验3　利用蒙特卡罗法进行统计仿真 435

实验4 OpenGL三维图形制作 436

实验5　基于局域网的分布交互仿真 436

参考文献 439