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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