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第1章 绪论1

1.1仿真的基本概念1

1.1.1仿真的定义1

1.1.2仿真遵循的原则1

1.1.3仿真的分类2

1.1.4实物回路仿真、半物理仿真和人在回路仿真6

1.1.5计算机仿真系统的三要素7

1.2数字仿真的基本过程8

1.3仿真技术的发展与趋势10

1.3.1仿真技术的发展10

1.3.2国内外技术现状11

1.3.3仿真技术的发展趋势13

1.4仿真技术的应用13

习题15

第2章 数值积分法仿真连续系统17

2.1系统和模型17

2.1.1系统17

2.1.2系统的数学模型18

2.1.3数学模型的分类18

2.2连续系统的数学模型与仿真模型20

2.2.1微分方程与状态方程20

2.2.2面向系统结构图的仿真模型25

2.3连续系统数值积分法的基本概念31

2.4龙格-库塔法32

2.5亚当姆斯法36

2.6数值积分法中的若干问题38

2.6.1计算收敛性与稳定性38

2.6.2 计算精度40

2.6.3积分方法、步长、阶数的选择41

2.6.4 Stiff方程44

2.7数字仿真程序47

2.7.1面向传递函数的仿真程序47

2.7.2面向状态方程的仿真程序50

2.8循序渐进仿真航空动力控制系统51

2.8.1电液伺服阀51

2.8.2燃油计量装置59

2.8.3带刚性反馈的滑阀式液压放大器67

习题71

第3章 连续系统的离散化仿真72

3.1替换法72

3.1.1简单替换法73

3.1.2双线性变换法74

3.2根匹配法79

3.2.1根匹配法的步骤79

3.2.2 根匹配法的稳定性和精度83

3.3离散相似法85

3.3.1离散相似法的含义和特点85

3.3.2 连续系统状态方程离散化86

3.3.3典型环节的离散系数及差分方程87

3.3.4典型非线性环节仿真93

3.3.5纯滞后环节仿真96

3.4增广矩阵法98

3.4.1增广矩阵法的基本思想98

3.4.2不同输入信号下的增广状态方程99

3.5数字仿真程序设计103

3.5.1线性系统的离散相似法仿真程序设计104

3.5.2 非线性系统离散相似法仿真程序设计105

3.6用z变换法建立系统的差分方程107

3.7离散模型的精度和稳定性114

3.7.1采样周期的影响114

3.7.2保持器的影响116

3.8采用补偿器提高仿真模型的稳定性和精度119

3.9循序渐进仿真航空动力控制系统122

3.9.1离散相似法仿真电液伺服阀-作动筒小闭环控制回路122

3.9.2带柔性反馈的滑阀式液压放大器126

习题131

第4章 采样控制系统的数字仿真与设计132

4.1采样控制系统133

4.1.1采样控制系统的工作特点133

4.1.2采样周期与计算步长的关系134

4.2采样控制系统数字仿真136

4.2.1只要求采样时刻的输出136

4.2.2采样控制系统数字仿真应用举例139

4.3数字控制器控制规律的实现143

4.3.1 PID控制规律143

4.3.2最少拍控制145

4.4含PID控制器的实时仿真151

4.4.1 PID控制规律的程序实现151

4.4.2 Windows方式下的实时仿真程序设计152

4.5循序渐进仿真航空动力控制系统156

习题162

第5章 控制系统优化技术164

5.1控制系统最优化问题概述165

5.1.1参数最优化165

5.1.2函数最优化165

5.1.3参数最优化的解法166

5.2性能指标167

5.2.1性能指标的一般概念167

5.2.2性能指标的分类168

5.2.3 性能指标的选择原则170

5.3单参数寻优技术170

5.3.1黄金分割法171

5.3.2 二次插值法173

5.4无约束条件下多参数寻优技术178

5.4.1多变量函数的极值条件和间接寻优178

5.4.2最速下降法179

5.4.3共轭梯度法183

5.4.4单纯形加速法188

5.4.5 PID控制参数优化192

习题194

第6章 航空发动机建模与仿真196

6.1航空发动机建模196

6.1.1概述196

6.1.2定义197

6.1.3各部件的气动热力计算198

6.1.4涡喷发动机部件级数学模型的建立204

6.2航空发动机控制系统数字仿真和实物在回路仿真206

6.2.1航空发动机FADEC控制系统206

6.2.2航空发动机控制系统的基本转速控制回路208

6.2.3航空发动机控制系统实物在回路仿真试验208

6.3航空动力控制系统半物理仿真实验平台210

6.3.1发动机控制系统半物理仿真210

6.3.2发动机控制系统半物理仿真实验平台211

6.4循序渐进仿真航空动力控制系统215

6.4.1开环发动机模型仿真215

6.4.2基本航空发动机转速闭环控制回路的仿真215

6.4.3航空发动机转速闭环PID控制参数的优化216

主要参考文献217