系统建模与仿真PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 系统建模与仿真基本概念 1

1.1.1 系统的概念及分类 1

1.1.2 模型的概念及分类 2

1.1.3 仿真及仿真计算机 2

1.2 系统仿真分类 4

1.3 系统仿真技术的应用及发展 6

1.3.1 建模与仿真技术的发展历史 6

1.3.2 现代建模仿真技术体系 8

1.3.3 系统仿真技术的军事应用 9

1.4 系统仿真的实现 10

1.4.1 仿真算法和仿真软件（平台） 10

1.4.2 仿真的实现 11

问题思考与研究 12

参考文献 12

第2章 系统建模基础 13

2.1 概述 13

2.1.1 数学模型的分类 13

2.1.2 建模的基本方法及原则 14

2.1.3 建模步骤 15

2.2 相似理论 16

2.2.1 相似的概念及类型 16

2.2.2 相似定理 18

2.3 系统建模的一般方法 19

2.3.1 建模的逻辑思维方法 19

2.3.2 机理分析法建模 21

2.3.3 直接相似法建模 22

2.3.4 概率统计法建模 23

2.3.5 系统辩识法建模 24

2.3.6 图解建模法 27

2.4 层次分析法 29

2.4.1 层次分析法的基本原理 29

2.4.2 层次分析法的具体步骤 31

2.4.3 应用实例 35

2.5 军事作战系统的基本模型建立 39

2.5.1 兰彻斯特第一线性定律 39

2.5.2 兰彻斯特第二线性定律 41

2.5.3 兰彻斯特平方定律 42

2.5.4 曲曼混合定律 43

2.5.5 扩展兰彻斯特方程 44

2.5.6 组合战斗兰彻斯特线性定律 45

2.5.7 考虑指挥效率的兰彻斯特方程 46

问题思考与研究 47

参考文献 48

第3章 连续系统建模与仿真 49

3.1 连续系统的数学模型 49

3.1.1 常用确定性数学模型 49

3.1.2 数学模型间的转换 50

3.1.3 离散时间系统数学模型 56

3.2 微分方程建模方法 57

3.2.1 微分方程建模方法及步骤 57

3.2.2 常微分方程建模举例 57

3.3 连续系统仿真的数值积分法 60

3.3.1 数值积分法原理 61

3.3.2 欧拉方法 61

3.3.3 梯形法 62

3.3.4 龙格－库塔法 63

3.3.5 亚当姆斯法 66

3.3.6 算法稳定性问题 68

3.4 连续系统的离散化仿真 71

3.4.1 替换法 71

3.4.2 根匹配法 75

3.4.3 离散相似法 76

3.5 分布参数连续系统的建模与仿真 83

3.5.1 分布参数系统建模方法 83

3.5.2 分布参数系统仿真算法 85

问题思考与研究 89

参考文献 90

第4章 离散事件系统建模与仿真 91

4.1 离散事件系统模型 91

4.1.1 离散事件系统的基本要素 91

4.1.2 离散事件系统建模 92

4.1.3 离散事件系统仿真模型结构 93

4.2 离散事件系统仿真基本策略 94

4.2.1 事件调度法 94

4.2.2 活动扫描法 96

4.2.3 进程交互法 98

4.3 仿真时钟推进机制 100

4.4 排队系统 104

4.4.1 排队系统的基本概念 104

4.4.2 排队系统的建模 104

4.4.3 排队系统的模型分类及符号表示 106

4.4.4 排队系统的仿真 106

4.4.5 应用举例 108

4.5 库存系统 112

4.5.1 库存系统的基本概念 112

4.5.2 确定型库存系统 113

4.5.3 随机型库存系统 114

4.5.4 库存系统的仿真 115

4.6 Petri网建模 116

4.6.1 Petri网的基本概念 117

4.6.2 Petri网的类型及其特点 120

4.6.3 Petri网的性能分析 120

4.6.4 petri网的扩展 121

4.6.5 Petri网应用举例 122

问题思考与研究 127

参考文献 128

第5章 随机系统建模与仿真 130

5.1 随机模型的确定 130

5.1.1 常用的理论分布类型 130

5.1.2 已知分布类型估计分布参数 131

5.1.3 假定分布类型 134

5.1.4 经验分布 136

5.2 随机数的产生 137

5.2.1 伪随机数 137

5.2.2 伪随机数产生方法 138

5.2.3 伪随机数序列的检验和确认 140

5.3 随机变量的实现 142

5.3.1 反变换法 142

5.3.2 组合法 144

5.3.3 舍选法 145

5.3.4 卷积法 146

5.4 蒙特卡洛仿真法 147

5.4.1 蒙特卡洛仿真法的基本原理 147

5.4.2 蒙特卡洛仿真法的主要步骤 148

5.4.3 蒙特卡洛仿真法应用举例 149

5.5 隐马尔可夫模型研究 152

5.5.1 隐马尔可夫模型定义 153

5.5.2 隐马尔可夫模型的三个基本问题 153

5.5.3 隐马尔可夫模型的典型应用 155

问题思考与研究 160

参考文献 160

第6章 新型建模与仿真方法 162

6.1 面向对象的建模与仿真 162

6.1.1 面向对象的基本概念和特征 162

6.1.2 面向对象建模技术 165

6.1.3 面向对象仿真 168

6.2 统一建模语言 170

6.2.1 UML语法和语义 170

6.2.2 UML视图 171

6.2.3 UML的扩展机制 172

6.2.4 UML建模应用 172

6.3 基于Agent的建模与仿真方法 175

6.3.1 Agent的定义 175

6.3.2 Agent体系结构 175

6.3.3 多Agent系统 176

6.3.4 基于Agent的建模过程 176

6.3.5 基于Agent的仿真过程 178

6.3.6 Agent建模案例 178

6.4 多分辨率建模技术 180

6.4.1 多分辨率建模的基本概念 180

6.4.2 多分辨率建模方法 181

6.5 虚拟现实与分布式虚拟现实技术 182

6.5.1 技术特征 183

6.5.2 技术发展与应用 183

6.6 多媒体仿真技术 184

6.6.1 多媒体仿真的概念 184

6.6.2 多媒体仿真对象建模方法 185

6.7 一体化仿真技术 186

6.7.1 一体化仿真概念 186

6.7.2 典型一体化仿真环境 186

问题思考与研究 187

参考文献 188

第7章 分布式交互仿真 189

7.1 分布式交互仿真概述 189

7.1.1 概念及特点 189

7.1.2 发展历程 189

7.1.3 应用领域 191

7.2 DIS体系结构 192

7.2.1 DIS系统结构 192

7.2.2 DIS系统的关键技术 194

7.3 仿真通用技术框架 195

7.3.1 任务空间概念模型 195

7.3.2 高层体系结构 197

7.3.3 数据标准 197

7.4 HLA规则 198

7.4.1 联邦规则 198

7.4.2 联邦成员规则 199

7.5 HLA对象模型模板 201

7.5.1 概述 201

7.5.2 对象模型鉴别表 202

7.5.3 对象类结构表 204

7.5.4 交互类结构表 206

7.5.5 属性表 209

7.5.6 参数表 213

7.5.7 属性表／参数表的子表 216

7.5.8 路径空间表 217

7.5.9 FOM/SOM词典 219

7.6 HLA接口规范 220

7.6.1 概述 220

7.6.2 联邦管理 223

7.6.3 声明管理 224

7.6.4 对象管理 225

7.6.5 所有权管理 226

7.6.6 时间管理 227

7.6.7 数据分发管理 229

7.7 联邦开发过程 230

7.8 HLA程序设计基础 232

7.8.1 联邦执行生命周期 232

7.8.2 程序框架 233

7.9 HLA仿真应用实例 235

7.9.1 体系对抗型仿真系统 235

7.9.2 航空兵攻防对抗分布仿真系统 236

问题思考与研究 239

参考文献 239

第8章 复杂系统建模与仿真 241

8.1 概述 241

8.1.1 复杂系统的定义与特征 241

8.1.2 复杂系统研究方法 242

8.1.3 复杂适应系统 243

8.1.4 复杂工程系统 245

8.1.5 复杂系统理论与方法的应用领域 245

8.2 复杂系统建模方法 248

8.2.1 复杂系统的建模方法综述 248

8.2.2 智能体与多智能体系统 250

8.2.3 MAS建模 254

8.2.4 复杂适应系统的模型 258

8.3 复杂系统仿真方法 262

8.3.1 基于Swarm平台的仿真实现 262

8.3.2 复杂适应系统仿真设计 267

问题思考与研究 273

参考文献 273

第9章 仿真语言与仿真工具简介 274

9.1 仿真语言 274

9.1.1 概述 274

9.1.2 仿真语言的分类 274

9.1.3 仿真语言的特点 275

9.2 MATLAB/Simulink仿真平台简介 276

9.2.1 Simulink概述 276

9.2.2 Simulink主要特点 276

9.2.3 Simulink的使用 277

9.3 Swarm－Multi－Agent的仿真平台 277

9.3.1 Swarm－Multi－Agent概述 277

9.3.2 应用Swarm进行仿真的基本过程 277

9.3.3 应用Swarm仿真的实例 278

9.4 HLA仿真开发平台 278

9.4.1 概述 278

9.4.2 LabWorks介绍 279

9.4.3 pRTI介绍 280

9.5 FLAMES仿真开发平台 280

9.5.1 FLAMES简介 280

9.5.2 FLAMES的基本组成 281

9.5.3 FLAMES安装后的文件体系说明 282

问题思考与研究 283

参考文献 284

第10章 建模与仿真的校核、验证与确认 285

10.1 概述 285

10.1.1 VV＆A的基本概念 285

10.1.2 VV＆A的基本原则 286

10.1.3 VV＆A的基本工作过程 287

10.2 VV＆A的主要技术方法 289

10.2.1 VV＆A的技术方法分类 289

10.2.2 模型校核方法 290

10.2.3 模型验证方法 290

10.3 仿真系统输出统计分析 292

10.3.1 系统性能测度估计 292

10.3.2 仿真运行类型 292

10.3.3 仿真输出统计分析方法 293

问题思考与研究 294

参考文献 295