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第1章 绪论1

1.1系统仿真的基本概念1

1.2连续系统仿真技术3

1.3离散事件系统仿真技术6

1.3.1离散事件系统的数学模型7

1.3.2离散事件系统的仿真方法9

1.3.3离散事件系统仿真语言10

1.4仿真技术的应用12

1.4.1系统仿真技术在系统分析、综合方面的应用12

1.4.2系统仿真技术在仿真器方面的应用13

1.4.3系统仿真技术在技术咨询和预测方面的应用13

1.5仿真技术的现状与发展14

1.5.1仿真计算机的现状及发展14

1.5.2计算机软件的现状及发展14

1.5.3仿真器的现状与开发15

本章小结15

习题15

第2章 系统数学模型及其相互转换16

2.1系统的数学模型16

2.1.1连续系统的数学模型16

2.1.2离散时间模型20

2.1.3 Matlab语言中的模型表示22

2.1.4不确定模型23

2.2实现问题26

2.3从系统结构图向状态方程的转换30

2.3.1系统模拟结构图转换为状态方程30

2.3.2系统动态结构图转换为状态方程32

2.3.3利用Matlab语言对控制系统的结构图进行描述和转换36

2.4连续系统的离散化方程38

2.4.1状态方程的离散化38

2.4.2传递函数的离散化40

2.4.3利用Matlab语言进行离散化处理42

本章小结43

习题43

第3章 数值积分法在系统仿真中的应用45

3.1在系统仿真中常用的数值积分法45

3.1.1欧拉法和改进的欧拉法45

3.1.2龙格-库塔法47

3.1.3线性多步法50

3.1.4 Matlab语言中的常微分方程求解指令和使用方法54

3.2刚性系统的特点及算法56

3.3实时仿真算法58

3.4分布参数系统的数字仿真60

3.4.1模型形式和性质60

3.4.2差分解法61

3.4.3线上求解法64

3.4.4 Matlab语言在偏微分方程解法中的应用65

3.5面向微分方程的仿真程序设计71

本章小结73

习题73

第4章 面向结构图的数字仿真法75

4.1典型环节仿真模型的确定75

4.2结构图离散相似法仿真77

4.3非线性系统的数字仿真81

4.4连续系统的结构图仿真及程序85

4.4.1 CSSF程序包简单介绍85

4.4.2 Micro-CSS仿真程序86

4.4.3 MCSS仿真程序的使用方法86

4.4.4 MCSS仿真程序分析90

4.4.5代数环问题94

本章小结95

习题96

第5章 快速数字仿真法101

5.1增广矩阵法101

5.2替换法103

5.2.1简单替换法103

5.2.2双线性变换106

5.2.3状态方程的双线性变换108

5.3零极点匹配法110

5.4计算机控制系统仿真112

本章小结119

习题119

第6章 控制系统参数优化及仿真121

6.1参数优化与函数优化121

6.2单变量寻优技术123

6.2.1黄金分割法（0.618法）123

6.2.2二次插值法126

6.3多变量寻优技术130

6.3.1最速下降法130

6.3.2共轭梯度法135

6.3.3单纯形法143

6.4随机寻优法145

6.5寻优过程对限制条件的处理150

6.6函数寻优151

6.7 Matlab优化工具箱154

6.7.1 Matlab优化工具箱概述154

6.7.2 Matlab优化工具箱使用例子155

本章小结159

习题159

第7章Simulink建模和仿真160

7.1 Simulink的概述和基本操作160

7.1.1 Simulink的概述160

7.1.2基本操作161

7.2基本模块162

7.3建模方法168

7.3.1模块的操作169

7.3.2模块的连接172

7.4系统仿真举例174

7.4.1非线性系统的模拟175

7.4.2混合系统PID控制器仿真177

7.5子系统和子系统的封装179

7.5.1 Simulink子系统179

7.5.2子系统的封装184

7.6回调186

7.6.1回调函数的介绍187

7.6.2基于回调的图形用户界面187

7.7 S函数189

7.7.1 S函数模块189

7.7.2 S函数的工作原理190

7.7.3 S函数中的几个概念190

7.7.4 S函数动画192

本章小结197

习题197

第8章 现代仿真技术199

8.1面向对象仿真技术199

8.1.1面向对象的概念和特点199

8.1.2 UML统一建模语言200

8.1.3面向对象的建模与仿真203

8.1.4面向对象仿真举例206

8.2分布交互仿真技术210

8.2.1分布交互仿真的发展历程210

8.2.2分布交互仿真技术的特点和关键技术212

8.2.3 DIS系统的体系结构和标准214

8.2.4高层体系结构（HLA）216

8.3虚拟现实技术218

8.3.1虚拟现实技术的基本概念218

8.3.2分布式虚拟现实系统220

8.3.3虚拟现实技术的应用221

8.4建模与仿真的W&A技术223

8.4.1概述223

8.4.2 W&A技术与方法224

8.4.3 W&A的过程及基本原则230

本章小结233

习题233

第9章 仿真应用技术234

9.1仿真语言及其发展234

9.1.1连续系统的数字仿真234

9.1.2仿真语言的功能235

9.1.3对仿真语言的主要要求235

9.1.4仿真语言的一般结构和组织236

9.2快速控制原型238

9.2.1快速原型制造技术239

9.2.2快速控制原型技术240

9.2.3快速控制原型开发原理241

9.2.4 RCP系统研究方法和关键技术242

9.2.5硬件在回路仿真244

9.3 Matalb/RTW实时仿真工具箱246

9.3.1 Real-Time Workshop简介246

9.3.2 RTW程序创建过程和代码结构250

9.3.3 RTW嵌入式代码在VxWorks/Toado环境下实现过程255

9.3.4水下航行器深度控制系统仿真258

9.4人工智能与仿真技术259

9.4.1概述259

9.4.2人工智能在仿真技术中的主要应用260

9.4.3仿真专家系统261

9.4.4智能化仿真的研究与探索262

9.5数学模型和建模方法学263

9.5.1数学模型的作用和目标263

9.5.2数学模型的性质和假设264

9.5.3建模方法学267

9.5.4结论269

9.6仿真实验的计划制定和实施269

9.6.1问题的阐述和计划的制定270

9.6.2仿真实验准备阶段271

9.6.3仿真实验与结果处理271

附录273

实验一 面向微分方程的数字仿真273

实验二 连续系统的离散化仿真274

实验三 面向结构图仿真275

实验四 单纯型法参数寻优275

实验五 PID调节器参数最优化仿真276

参考文献278