光機(jī)電系統(tǒng)仿真與虛擬試驗(yàn)技術(shù)

前言

　　本書是“光機(jī)電一體化技術(shù)叢書”的一個(gè)分冊(cè)，意在向讀者介紹光機(jī)電系統(tǒng)建模、仿真及虛擬試驗(yàn)的概念、基本技術(shù)、常用方法與應(yīng)用實(shí)例?！　”緯卜?章。第1章介紹了光機(jī)電系統(tǒng)仿真與虛擬試驗(yàn)的基本概念、發(fā)展現(xiàn)狀；第2章介紹了光機(jī)電系統(tǒng)建模技術(shù)的概念、分類及模型可信性評(píng)估原則和模塊化建模方法；第3章介紹了面向?qū)ο蟮姆抡嬖砗头椒?；?章介紹了圖形動(dòng)畫技術(shù)在仿真中的應(yīng)用；第5章介紹了多媒體仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)的概念及目前開發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)的主要工具軟件；第6章通過實(shí)例介紹了機(jī)械系統(tǒng)建模的基本過程；第7章通過實(shí)例介紹了計(jì)算機(jī)輔助分析工程技術(shù)在仿真中的具體應(yīng)用；第8章介紹了SPICE電路仿真的基本原理和方法；第9章介紹了VHDL數(shù)字電路設(shè)計(jì)和仿真的實(shí)現(xiàn)。　　編寫本書的主要目的是為了使讀者獲得光機(jī)電系統(tǒng)仿真與虛擬試驗(yàn)的相關(guān)知識(shí)，為進(jìn)一步深入研究奠定基礎(chǔ)。因此，本書的主要讀者對(duì)象是在光機(jī)電一體化技術(shù)領(lǐng)域從事教學(xué)、設(shè)計(jì)、制造、使用的工程技術(shù)人員及大專院校有關(guān)專業(yè)的本科生和研究生。　　最后向本書所引用的論文、圖表和書籍的作者致以深切的謝意。由于編者水平有限，不足之處在所難免，懇請(qǐng)專家與讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書主要介紹了光機(jī)電系統(tǒng)建模、仿真及虛擬試驗(yàn)的概念、基本技術(shù)、常用的建模與仿真方法及應(yīng)用實(shí)例，以滿足讀者對(duì)該項(xiàng)技術(shù)了解與應(yīng)用的需求。    本書從系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)出發(fā)，著重討論光機(jī)電系統(tǒng)仿真與虛擬試驗(yàn)的基本理論、數(shù)學(xué)建模、仿真以及相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)，反映了該技術(shù)領(lǐng)域的新發(fā)展和新成果，可供在光機(jī)電一體化技術(shù)領(lǐng)域從事教學(xué)、設(shè)計(jì)、制造、使用的工程技術(shù)人員及大專院校有關(guān)專業(yè)的本科生和研究生研究、學(xué)習(xí)和參考。

書籍目錄

叢書序前言第1章　計(jì)算機(jī)仿真與虛擬技術(shù)  1.1　系統(tǒng)與系統(tǒng)仿真  1.2　系統(tǒng)仿真的發(fā)展  1.3　系統(tǒng)仿真的分類  1.4　系統(tǒng)仿真的基本方法與理論    1.4.1　系統(tǒng)仿真與模型    1.4.2　系統(tǒng)仿真方法與過程    1.4.3　系統(tǒng)仿真的可信性評(píng)估　1.5　系統(tǒng)仿真的優(yōu)缺點(diǎn)第2章　建模方法　2.1　數(shù)學(xué)模型的作用及形式    2.1.1　數(shù)學(xué)模型的基本概念    2.1.2　數(shù)學(xué)模型的形式    2.1.3　系統(tǒng)描述的三種水平　2.2　特定的模型形式    2.2.1　定義    2.2.2　連續(xù)系統(tǒng)的模型形式    2.2.3　離散事件系統(tǒng)的模型形式    2.2.4　系統(tǒng)研究中的基本假設(shè)　2.3　建模的信息源和途徑  　2.3.1　建模信息源　  2.3.2　建模途徑　  2.3.3　模型可信性　  2.3.4　建模過程的總體描述　2.4　模塊化建模    2.4.1　模塊化建模方法的發(fā)展    2.4.2　模塊化建模的數(shù)學(xué)描述    2.4.3　模塊劃分的原則    2.4.4　模塊建模實(shí)例第3章　面向?qū)ο蟮姆抡妗?.1　面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)　3.2　面向?qū)ο蟮募夹g(shù)    3.2.1　面向?qū)ο蟮幕靖拍詈吞卣?   3.2.2　面向?qū)ο蟮姆治?   3.2.3　面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)　3.3　面向?qū)ο蟮姆抡?   3.3.1　面向?qū)ο蠓抡娴膬?yōu)點(diǎn)及其應(yīng)用    3.3.2　面向?qū)ο蠓抡娴脑O(shè)計(jì)語言第4章　仿真技術(shù)中的圖形應(yīng)用　4.1  圖形技術(shù)在系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用　4.2　圖形建模　4.3　動(dòng)畫仿真    4.3.1　動(dòng)畫仿真的作用    4.3.2　動(dòng)畫仿真的局限性　4.4　動(dòng)畫仿真的實(shí)現(xiàn)　  4.4.1　動(dòng)畫仿真的分類  　4.4.2　動(dòng)畫仿真的層次性……第5章　多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)仿真第6章　機(jī)械系統(tǒng)建?！〉?章　計(jì)算機(jī)輔助工程分析技術(shù)第8章　SPICE電路仿真方法第9章　VHDL數(shù)字電路設(shè)計(jì)與仿真參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　建模的原則首先要符合客觀事物的規(guī)律，模型要能正確反映和描述客觀事物，根據(jù)仿真的目的和內(nèi)容，模型的描述可選擇恰當(dāng)?shù)膹?fù)雜程度，總之，仿真模型要盡可能地復(fù)現(xiàn)真實(shí)對(duì)象。常用的建模方法大致有以下幾類：　?。?）機(jī)理建模方法　這種方法就是根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)工作的物理過程的機(jī)理，在某種假定條件下，按照相應(yīng)的理論，寫出代表其物理過程的方程，結(jié)合其邊界條件與初始條件，再采用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)處理方法，來得到能夠正確反映對(duì)象動(dòng)靜態(tài)特性的數(shù)學(xué)模型。　　機(jī)理建模方法是最基本的建模方法，廣泛應(yīng)用于航空、航天等各個(gè)領(lǐng)域。　?。?）辨識(shí)建模方法這種方法就是采用系統(tǒng)辨識(shí)技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行或試驗(yàn)過程中所取得的輸入／輸出數(shù)據(jù)，利用各種辨識(shí)算法來建立系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)數(shù)學(xué)模型。這是一個(gè)從特殊到一般的過程，是基于系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和運(yùn)行數(shù)據(jù)建立系統(tǒng)模型的方法，這種方法又稱為歸納法或?qū)嶒?yàn)建模法?！　。?）綜合建模方法通常情況下，對(duì)于那些內(nèi)部結(jié)構(gòu)和特性有些了解但又不十分清楚的系統(tǒng)，則只有采用綜合建模方法，即機(jī)理法、辨識(shí)法以及其他一些方法?！　〕陨先N常用的建模方法外，還有模糊建模方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模方法、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模方法等多種先進(jìn)的建模方法。要獲得一個(gè)滿意的模型是十分不易的，特別是在建模階段，它會(huì)受到客觀因素和建模者主觀意志的影響，所以必須對(duì)所建立的模型進(jìn)行反復(fù)檢驗(yàn)?！　≡诜抡娼Ｖ?，系統(tǒng)模型具有以下一些性質(zhì)：　?。?）相似性 相似性是建模的理論基礎(chǔ)之一，模型和真實(shí)系統(tǒng)之間應(yīng)該具有相似的特性和變化規(guī)律。這里的相似主要是指所研究對(duì)象本質(zhì)上的相似，為不同目的而建立的模型對(duì)相似性的要求是不同的?！　。?）抽象性 建模時(shí)總要忽略一些次要的因素。任何模型都是對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的抽象，只是建模的目的和要求不同，對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的抽象程度也不同?！　。?）多面性 任何模型都不可能也沒有必要面面俱到地描述一個(gè)系統(tǒng)。由于建模的目的不同，對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的關(guān)注點(diǎn)也不同，從而可以建立一個(gè)系統(tǒng)的不同層次、不同側(cè)面的模型。　　總之，在系統(tǒng)建模中要抓住問題的本質(zhì)和主要矛盾，可以有選擇地忽略一些非關(guān)鍵性因素，同時(shí)要避免引入結(jié)構(gòu)誤差，結(jié)合模型描述的層次和特點(diǎn)，選擇合理的表示形式，使建立的模型準(zhǔn)確、高效?！　?.4.2系統(tǒng)仿真方法與過程　　系統(tǒng)仿真過程就是建立系統(tǒng)模型并通過在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行來對(duì)模型進(jìn)行檢驗(yàn)和修正，使模型不斷趨于完善的過程?！　　?/pre>








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