計算機仿真技術(shù)及CAD

內(nèi)容概要

　　《計算機仿真技術(shù)及CAD》為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，在著重介紹計算機仿真基本理論、方法和技術(shù)的基礎(chǔ)上。以多領(lǐng)域的仿真需求為牽引，深入淺出地論述計算機仿真應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)過程，旨在培養(yǎng)學(xué)生運用計算機仿真技術(shù)解決實際問題的能力。主要內(nèi)容包括計算機仿真技術(shù)的基本概念，計算機仿真涉及的主要技術(shù)，仿真建模方法，連續(xù)系統(tǒng)和離散事件系統(tǒng)的計算機仿真，仿真與建模的校核、驗證和驗收，以及先進仿真技術(shù)；同時講述了連續(xù)系統(tǒng)、離散事件系統(tǒng)、協(xié)同仿真、模型庫和運輸調(diào)度仿真系統(tǒng)的開發(fā)工具以及應(yīng)用實例?！队嬎銠C仿真技術(shù)及CAD》可作為高等學(xué)校本、?？茖W(xué)生計算機仿真技術(shù)課程教材或?qū)W習(xí)參考書，其豐富的開發(fā)實例可作為研究生和工程技術(shù)人員開發(fā)計算機仿真應(yīng)用系統(tǒng)的參考資料。

書籍目錄

第1章 計算機仿真技術(shù)概述1.1 計算機仿真的概念1.1.1 系統(tǒng)、模型和仿真1.1.2 計算機仿真的特點1.1.3 計算機仿真的過程與步驟1.2 計算機仿真的分類1.3 計算機仿真涉及的主要技術(shù)1.3.1 計算機硬件技術(shù)1.3.2 計算機軟件技術(shù)1.3.3 仿真數(shù)據(jù)庫技術(shù)1.3.4 仿真模型庫技術(shù)1.3.5 數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)1.3.6 可視化技術(shù)1.4 計算機仿真的應(yīng)用1.4.1 在系統(tǒng)分析中的應(yīng)用1.4.2 在系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用1.4.3 作為系統(tǒng)觀測器1.4.4 作為系統(tǒng)預(yù)測器1.4.5 作為系統(tǒng)訓(xùn)練器1.5 計算機仿真技術(shù)發(fā)展趨勢1.5.1 仿真技術(shù)的新進展1.5.2 仿真技術(shù)的發(fā)展趨勢練習(xí)題第2章 數(shù)學(xué)建模方法2.1 系統(tǒng)建模的基本要求2.2 數(shù)學(xué)模型的分類2.3 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的作用2.4 系統(tǒng)模型的可信性2.5 系統(tǒng)建模的途徑與應(yīng)用2.5.1 機理建模方法2.5.2 經(jīng)驗建模方法2.5.3 數(shù)據(jù)建模方法2.5.4 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模2.6 常用的數(shù)學(xué)模型2.6.1 線性連續(xù)系統(tǒng)常用的數(shù)學(xué)模型2.6.2 線性離散時間系統(tǒng)常用的數(shù)學(xué)模型2.6.3 線性離散時間系統(tǒng)模型轉(zhuǎn)換2.7 連續(xù)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的實例練習(xí)題第3章 連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)值仿真算法3.1 微分方程數(shù)值解的基本思想3.1.1 微分方程的離散化3.1.2 微分方程的遞推化3.2 連續(xù)系統(tǒng)數(shù)值積分法的基本原理3.3 單步數(shù)值積分法3.3.1 歐拉法3.3.2 改進歐拉法3.3.3 數(shù)值積分法的幾個基本概念3.3.4 龍格一庫塔(RK積分)法3.4 線性多步法3.4.1 線性多步法公式的泰勒級數(shù)展開法導(dǎo)出3.4.2 線性多步法公式的數(shù)值積分法導(dǎo)出3.5 數(shù)值積分法穩(wěn)定性分析3.5.1 數(shù)值解法穩(wěn)定性的含義3.5.2 數(shù)值解法穩(wěn)定性的分析3.5.3 數(shù)值算法中的“病態(tài)問題”3.6 數(shù)值積分法的選擇與計算步距的確定3.6.1 數(shù)值積分方法的選擇因素3.6.2 積分步長的確定3.6.3 計算機仿真主流程3.7 數(shù)值積分法的MATLAB函數(shù)3.8 離散相似法3.8.1 離散相似法基本原理3.8.2 離散相似法的步驟練習(xí)題第4章 離散事件系統(tǒng)的建模與仿真4.1 離散事件系統(tǒng)仿真概述4.1.1 離散事件系統(tǒng)仿真的基本要素4.1.2 離散事件系統(tǒng)仿真原理4.1.3 離散事件系統(tǒng)仿真的一般步驟4.2 離散事件系統(tǒng)的建模方法4.2.1 實體流程法4.2.2 Petri網(wǎng)法4.3 離散事件系統(tǒng)的仿真方法4.3.1 事件調(diào)度法的原理4.3.2 事件調(diào)度法的仿真策略4.3.3 事件例程舉例4.3.4 隊列系統(tǒng)的仿真4.4 隨機數(shù)與隨機變量4.4.1 隨機數(shù)的產(chǎn)生4.4.2 隨機變量的產(chǎn)生4.5 輸人數(shù)據(jù)分析4.5.1 分布類型的辨識4.5.2 分布參數(shù)估計4.6 仿真的輸出分析4.6.1 終態(tài)仿真與穩(wěn)態(tài)仿真4.6.2 終態(tài)系統(tǒng)的輸出分析4.6.3 穩(wěn)態(tài)仿真的輸出分析4.7 離散事件系統(tǒng)仿真舉例練習(xí)題第5章 建模與仿真的VV&A5.1 引言5.2 建模與仿真的VV&A5.2.1 VV&A的概念5.2.2 VV&A的基本原則5.2.3 VV&A的工作過程5.2.4 模型文檔5.3 模型校核方法5.4 仿真模型驗證的主要技術(shù)方法5.4.1 可用于模型驗證的軟件驗證方法5.4.2 模型驗證的常用方法介紹5.5 仿真可信度5.5.1 仿真可信度的概念5.5.2 模型／數(shù)據(jù)對仿真可信度的影響5.5.3 仿真算法對仿真可信度的影響5.5.4 仿真可信度與VV&A的關(guān)系第6章 先進仿真技術(shù)6.1 分布式仿真6.1.1 分布式仿真的概念6.1.2 分布式仿真協(xié)議6.1.3 分布式仿真的發(fā)展及相關(guān)技術(shù)6.2 協(xié)同仿真6.2.1 協(xié)同思想的由來6.2.2 協(xié)同仿真的概念6.2.3 協(xié)同仿真的應(yīng)用和開發(fā)6.3 虛擬現(xiàn)實6.3.1 虛擬現(xiàn)實的概念6.3.2 虛擬現(xiàn)實的基本特征6.3.3 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的構(gòu)成與分類6.3.4 虛擬現(xiàn)實的建模技術(shù)6.3.5 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究基礎(chǔ)6.3.6 虛擬現(xiàn)實的發(fā)展6.3.7 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用6.3.8 可視化工具VTK6.4 半實物仿真與dSPACE實時仿真系統(tǒng)6.4.1 dSPACE的開發(fā)流程6.4.2 dSPACE系統(tǒng)特點6.4.3 dSPACE軟件環(huán)境介紹6.5 MATLAB實時仿真工具6.5.1 Real－TimeWorkshop仿真原理與功能6.5.2 Simulink環(huán)境下的實時仿真與實時控制練習(xí)題第7章 MATLAB與連續(xù)系統(tǒng)仿真7.1 MATLAB語言簡介7.1.1 MEX文件7.1.2 MA7.文件7.1.3 編譯器簡介7.2 Simulink功能介紹7.2.1 Simulink常用模塊組介紹7.2.2 Simulink常用模塊集介紹7.3 Simulink模型的建立7.4 Simulink中的基本操作7.5 Simulink系統(tǒng)仿真環(huán)境的設(shè)置7.6 S函數(shù)模塊及其應(yīng)用7.6.1 S函數(shù)概述7.6.2 用MATLAB語言編寫S函數(shù)的方法7.6.3 用C語言編寫S函數(shù)的方法7.6.4 S函數(shù)的有關(guān)概念7.6.5 S函數(shù)舉例7.7 系統(tǒng)設(shè)計實例7.8 VC與MATLAB混合編程7.8.1 MATLAB與VC混合編程的實現(xiàn)方法7.8.2 振動控制工具箱函數(shù)在VC中的調(diào)用練習(xí)題第8章 離散系統(tǒng)仿真CAD及應(yīng)用8.1 離散事件系統(tǒng)仿真語言8.2 GPSS及GPSS／H離散仿真工具與應(yīng)用8.2.1 GPSS仿真語言概述8.2.2 GPSS的語言元素8.2.3 GPSS的基本模塊及其定義語句8.2.4 GPSS／H的標(biāo)準(zhǔn)輸出報告8.2.5 GPSS／H應(yīng)用示例——自選商場購物模型8.2.6 GPSS應(yīng)用示例——家電修理部模型8.3 ProModel軟件與應(yīng)用8.3.1 ProModel軟件簡介8.3.2 ProModel的基本仿真元素8.3.3 ProModel建模仿真的步驟8.3.4 ProModd軟件的安裝8.3.5 ProModel模塊8.3.6 ProModel軟件的基本操作8.3.7 ProModel基本建模元素的創(chuàng)建8.4 ProModel仿真應(yīng)用實例8.4.1 ATM系統(tǒng)8.4.2 理發(fā)店仿真實例8.4.3 家具廠仿真實例8.4.4 堵塞問題仿真8.5 ProModel的輸出模塊練習(xí)題第9章 機械系統(tǒng)協(xié)同仿真CAD及應(yīng)用9.1 仿真軟件環(huán)境與接口實現(xiàn)9.1.1 仿真環(huán)境簡介9.1.2 接口實現(xiàn)9.1.3 利用ADAMS和MATLAB進行聯(lián)合仿真9.2 天線系統(tǒng)的協(xié)同仿真9.2.1 仿真要求9.2.2 主要步驟及仿真結(jié)果9.3 仿生腿設(shè)計中的協(xié)同仿真9.3.1 構(gòu)造ADAMS機械系統(tǒng)樣機模型9.3.2 控制系統(tǒng)建模9.3.3 協(xié)同仿真分析9.4 協(xié)同仿真中的注意事項練習(xí)題第10章 冷連軋仿真模型庫系統(tǒng)10.1 冷連軋系統(tǒng)概述10.2 冷連軋仿真模型庫需求分析10.3 冷連軋仿真模型庫系統(tǒng)功能設(shè)計10.3.1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)10.3.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)10.4 冷連軋仿真模型庫系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計10.4.1 面向?qū)ο蟮能浖哟位K化體系結(jié)構(gòu)10.4.2 運用可重用技術(shù)的動態(tài)仿真系統(tǒng)10.5 冷連軋仿真模型庫系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)10.5.1 仿真系統(tǒng)硬件組成10.5.2 仿真平臺10.5.3 領(lǐng)域模型庫的開發(fā)10.6 冷連軋仿真模型庫系統(tǒng)應(yīng)用評價第11章 鐵水運輸調(diào)度智能仿真系統(tǒng)11.1 鐵水運輸調(diào)度系統(tǒng)概述11.2 仿真需求分析11.3 研究內(nèi)容及實施方案11.3.1 研究內(nèi)容11.3.2 實施方案11.4 仿真系統(tǒng)的軟件設(shè)計與實現(xiàn)11.4.1 仿真系統(tǒng)的組成及框架結(jié)構(gòu)11.4.2 仿真系統(tǒng)的Petri網(wǎng)建模11.4.3 仿真系統(tǒng)的調(diào)度機制11.4.4 仿真系統(tǒng)的功能模塊設(shè)計11.4.5 仿真系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計11.4.6 運行環(huán)境和開發(fā)工具11.4.7 人工干預(yù)過程的實現(xiàn)……參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：作為一個通用概念，系統(tǒng)在現(xiàn)代科學(xué)研究和工程實踐中扮演著重要的角色，不同領(lǐng)域的事物都可以用系統(tǒng)來概括，不同學(xué)科的問題都可以用系統(tǒng)的框架來解決。但一個系統(tǒng)究竟是由什么構(gòu)成的，這取決于觀測者的觀點。例如，一個系統(tǒng)可以是由一些電子部件組成的放大器，或者是一個可能包括該放大器在內(nèi)的控制回路。系統(tǒng)一般應(yīng)具有以下重要性質(zhì)：整體性、相關(guān)性、有序性、動態(tài)性和目的性。系統(tǒng)的整體性指系統(tǒng)作為一個整體，各部分是統(tǒng)一不可分割的。就好像人體，它由頭、軀干、四肢等多個部分組成，如果把這些部分拆開，就不能構(gòu)成完整的人體。至于人們熟悉的自動控制系統(tǒng)，其基本組成部分，如控制對象、測量元件、控制器等，同樣缺一不可。整體性是系統(tǒng)的第一特性。系統(tǒng)的相關(guān)性是指系統(tǒng)內(nèi)部各部分之間存在一定規(guī)律的相互依存關(guān)系，它們之間的特定關(guān)系形成了具有特定性能的系統(tǒng)。有時系統(tǒng)各要素之間的關(guān)系并不是簡單的線性關(guān)系，而是紛繁復(fù)雜的非線性關(guān)系。也正是由于這種非線性關(guān)系，才構(gòu)成了五彩繽紛的現(xiàn)實世界。相關(guān)性是系統(tǒng)的第二特性，也是目前系統(tǒng)研究的主要問題。系統(tǒng)還具有有序性和動態(tài)性。比如，生命是一種高度有序的結(jié)構(gòu)，它所具有的復(fù)雜功能組織與現(xiàn)代化大工業(yè)生產(chǎn)線非常相似，是一種結(jié)構(gòu)上的有序性，這一點對任何系統(tǒng)都是適用的。如果一個非平衡系統(tǒng)需要經(jīng)過狀態(tài)A和B才能到達C，那么對狀態(tài)C的解釋就必定暗含著對狀態(tài)A和B的了解，這便是系統(tǒng)的動態(tài)性。系統(tǒng)還應(yīng)具有目的性。一個自然存在的系統(tǒng)，或人工設(shè)計的系統(tǒng)，都有其固有的目的。系統(tǒng)的目的性表現(xiàn)在兩個方面：一是系統(tǒng)要完成特定的基本功能；二是系統(tǒng)完成基本功能的過程是最優(yōu)的。盡管世界上的系統(tǒng)千差萬別，但都可以用系統(tǒng)的“三要素”來描述，即實體、屬性和活動；實體描述了組成系統(tǒng)的具體要素（對象）。例如，自主機器人系統(tǒng)是由驅(qū)動、決策和傳感器等幾部分實體組成的。速度控制部分可看成是一個子系統(tǒng)，它是由調(diào)速裝置、直流電動機、光電碼盤、指令控制器等實體組成的一個有機整體。

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《計算機仿真技術(shù)及CAD》由高等教育出版社出版。

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