1计算机仿真概论 1
1.1 计算机仿真的基本概念 1
1.1.1 仿真的涵义和一般过程 1
1.1.2 仿真的类型 5
1.2 模拟仿真与数字仿真 6
1.2.1 模拟仿真 6
1.2.2 数字仿真 8
1.3 连续系统仿真与离散事件系统仿真 10
1.3.1 连续系统仿真 10
1.3.2 离散事件系统仿真 12
1.4 计算机仿真的发展及应用 17
1.4.1 计算机仿真的发展 17
1.4.2 仿真技术的应用 18
2系统建模方法 21
2.1 建模基础 21
2.1.1 数学模型与建模原则 21
2.1.2 建立数学模型的信息来源 22
2.1.3 建模的途径 23
2.1.4 模型可信性 23
2.1.5 建模步骤 24
2.2 数学模型的表述形式 25
2.2.1 微分方程 25
2.2.2 传递函数 27
2.2.3 状态变量模型 27
2.2.4 结构图模型 28
2.3 解析建模与辨识建模 28
2.3.1 解析建模 28
2.3.2 辨识建模 32
2.4 工程系统中典型环节的数学模型 35
3状态空间法仿真模型 46
3.1 状态空间法的基本概念及其表达 46
3.2 微分方程转化法建模 51
3.2.1 高阶微分方程转化 51
3.2.2 任意排列的微分方程组转化 54
3.3 结构图转换法建模 59
3.3.1 典型环节的确定及其矩阵表达 59
3.3.2 连接矩阵 60
3.3.3 状态方程 61
3.4 连续系统的离散化模型 64
3.4.1 状态转移矩阵和转移方程 64
3.4.2 差分方程 66
4连续系统数值积分法仿真 68
4.1 数值积分法的基本概念 68
4.2 数值积分法 71
4.2.1 龙格一库塔法 71
4.2.2 阿当姆斯法 75
4.2.3 汉明法 76
4.3 数值积分法的选用及步长确定 78
4.3.1 数值积分法选用 78
4.3.2 计算步长的确定 80
4.4 仿真程序设计 82
4.4.1 仿真程序的基本功能与一般结构 82
4.4.2 程序设计 84
4.5 数值积分法仿真应用 84
5连续系统离散相似法仿真 96
5.1 按系统离散相似法仿真 96
5.1.1 离散系数矩阵的计算 96
5.1.2 仿真程序设计 99
5.2 按环节离散相似法仿真 101
5.2.1 典型环节的离散系数矩阵及其离散方程 101
5.2.2 仿真程序设计 107
5.3 含有非线性环节的系统仿真 110
5.3.1 典型非线性环节仿真子程序 111
5.3.2 含有非线性环节的离散相似法仿真程序设计 114
5.3.3 非线性系统仿真举例 114
6连续系统的快速仿真 118
6.1 增广矩阵法 118
6.1.1 基本思想 118
6.1.2 典型输入信号的增广矩阵 120
6.1.3 采用增广矩阵法求取仿真模型的步骤 123
6.2 时域矩阵法 124
6.2.1 时域矩阵法的原理及时域矩阵 124
6.2.2 时域矩阵G的求取 126
6.2.3 用时域矩阵法求闭环系统的响应 128
6.3 替换法 133
6.3.1 替换法原理及替换步骤 133
6.3.2 双线性变换算法及程序 135
6.3.3 高阶差分方程的仿真计算 137
7采样控制系统仿真 140
7.1 采样控制系统的特点和仿真方法 140
7.1.1 采样控制系统的组成及其特点 140
7.1.2 采样控制系统的仿真方法 141
7.2 常用数字控制器模型 144
7.2.1 PID控制器模型 144
7.2.2 最小拍系统控制器模型 145
7.3 采样控制系统仿真应用举例 147
8基于仿真技术的参数优化设计方法 149
8.1 优化设计基础 149
8.1.1 优化设计数学模型 150
8.1.2 优化设计方法 152
8.2 仿真优化的特点和方法 166
8.2.1 仿真优化的特点和一般步骤 166
8.2.2 系统的性能指标及目标函数处理 168
8.2.3 仿真方法和优化方法的选取 171
8.3 仿真优化技术的应用 171
参考文献 179