第1章 概述 1
1.1仿真的基本概念 1
仿真的定义 1
物理仿真、半物理仿真和数学仿真 1
数学仿真的种类 4
实时仿真和非实时仿真 4
实物在回路仿真和人在回路仿真 4
1.2数字仿真的基本过程 5
1.3仿真技术的发展与趋势 8
仿真技术的发展 8
国内外技术现状 9
仿真技术的展望 10
1.4仿真技术的应用 11
系统仿真的意义 11
仿真技术在各领域的应用 11
习题 13
第2章 数值积分法仿真连续系统 14
2.1一般概念 14
数字仿真的概念 14
微分方程与状态方程 15
面向系统结构图的仿真模型 19
2.2数值积分法 25
2.3龙格-库塔法 26
2.4亚当姆斯法 30
2.5数值积分法中的若干问题 32
计算收敛性与稳定性 32
计算精度 34
积分方法、步长和阶数的选择 34
Stiff方程 38
2.6数字仿真程序 41
仿真程序的基本结构 41
面向结构图和传递函数的仿真程序 42
习题 46
第3章 连续系统的离散化仿真 47
3.1替换法 47
简单替换法 48
双线性变换法 49
3.2根匹配法 53
根匹配法的步骤 54
根匹配法的稳定性和精度 57
3.3离散相似法 59
离散相似法的含义和特点 59
连续系统状态方程离散化 60
典型环节的离散系数及差分方程 61
典型非线性环节仿真 66
纯滞后环节仿真 69
3.4增广矩阵法 72
增广矩阵法的基本思想 72
不同输入信号下的增广状态方程 72
3.5数字仿真程序设计 76
线性系统的离散相似法仿真程序设计 76
非线性系统离散相似法仿真程序设计 78
3.6用z变换法建立系统的差分方程 80
3.7离散模型的精度和稳定性 87
采样周期Ts的影响 87
保持器的影响 89
3.8采用补偿器提高仿真模型的稳定性和精度 91
习题 95
第4章 采样控制系统的数字仿真与设计 96
4.1采样控制系统 96
采样控制系统的工作特点 97
采样周期Ts与计算步长h的关系 97
4.2采样控制系统数字仿真 100
只要求采样时刻的输出 100
采样控制系统数字仿真应用举例 102
4.3数字控制器控制规律的实现 106
PID控制规律 107
最少拍控制 109
4.4含PID控制器的实时仿真 114
PID控制规律的程序实现 114
Windows方式下的实时仿真程序设计 115
习题 120
第5章 控制系统优化技术 122
5.1控制系统最优化问题概述 123
参数最优化 123
函数最优化 123
参数最优化的解法 124
5.2性能指标 125
性能指标的一般概念 125
性能指标的分类 126
性能指标的选择原则 128
5.3单参数寻优技术 128
黄金分割法（又称0.618法） 129
二次插值法（又称近似法） 131
5.4无约束条件下多参数寻优技术 136
多变量函数的极值条件和间接寻优 136
最速下降法 137
共轭梯度法 141
单纯形加速法 145
PID控制参数优化 149
习题 151
第6章 控制系统MATLAB仿真 152
6.1先进仿真软件MATLAB 152
6.2 M文件与MATLAB函数 154
脚本（Script）文件 155
函数（Function）文件 155
MATLAB函数分类 156
微分方程初值问题的数值解法 157
MATALB的编程实例 158
6.3控制系统MATLAB仿真 159
控制系统的数学模型 159
控制系统时域性能分析 161
控制系统频域性能分析 163
控制系统根轨迹分析 164
6.4 MATLAB仿真集成环境工具SIMULINK 165
SIMULINK仿真工具概述 165
SIMULINK仿真的数值分析 166
仿真实例 167
利用SIMULINK动态结构图的时域响应仿真 173
第7章 建模与仿真 175
7.1航空发动机建模与仿真 175
航空发动机建模 175
发动机控制系统半物理仿真 181
7.2无人机建模与仿真 185
无人机数学建模 186
无人机飞行控制系统结构和原理 191
无人机半物理仿真 193
附录 199
附录1 四阶龙格-库塔法仿真程序一 199
附录2 四阶龙格-库塔法仿真程序二 200
附录3 离散相似法仿真含非线性环节的控制系统 203
附录4 采样控制系统的仿真 205
附录5 双速率采样控制系统的仿真 206
附录6 实时PID控制 209
附录7 黄金分割法 212
附录8 二次插值法 213
附录9 最速下降法 214
附录10 共轭梯度法 218
附录11 单纯形法PID参数寻优 222
参考文献 228