計算機仿真技術及CAD（簡體書）

《計算機仿真技術及CAD》為普通高等教育“十一五”國家級規劃教材，在著重介紹計算機仿真基本理論、方法和技術的基礎上。以多領域的仿真需求為牽引，深入淺出地論述計算機仿真應用系統的開發過程，旨在培養學生運用計算機仿真技術解決實際問題的能力。主要內容包括計算機仿真技術的基本概念，計算機仿真涉及的主要技術，仿真建模方法，連續系統和離散事件系統的計算機仿真，仿真與建模的校核、驗證和驗收，以及先進仿真技術；同時講述了連續系統、離散事件系統、協同仿真、模型庫和運輸調度仿真系統的開發工具以及應用實例。《計算機仿真技術及CAD》可作為高等學校本、專科學生計算機仿真技術課程教材或學習參考書，其豐富的開發實例可作為研究生和工程技術人員開發計算機仿真應用系統的參考資料。

第1章 計算機仿真技術概述
1.1 計算機仿真的概念
1.1.1 系統、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
1.3.1 計算機硬件技術
1.3.2 計算機軟件技術
1.3.3 仿真數據庫技術
1.3.4 仿真模型庫技術
1.3.5 數據預處理技術
1.3.6 可視化技術
1.4 計算機仿真的應用
1.4.1 在系統分析中的應用
1.4.2 在系統設計中的應用
1.4.3 作為系統觀測器
1.4.4 作為系統預測器
1.4.5 作為系統訓練器
1.5 計算機仿真技術發展趨勢
1.5.1 仿真技術的新進展
1.5.2 仿真技術的發展趨勢
練習題

第2章 數學建模方法
2.1 系統建模的基本要求
2.2 數學模型的分類
2.3 系統數學模型的作用
2.4 系統模型的可信性
2.5 系統建模的途徑與應用
2.5.1 機理建模方法
2.5.2 經驗建模方法
2.5.3 數據建模方法
2.5.4 神經網絡建模
2.6 常用的數學模型
2.6.1 線性連續系統常用的數學模型
2.6.2 線性離散時間系統常用的數學模型
2.6.3 線性離散時間系統模型轉換
2.7 連續系統數學模型的實例
練習題

第3章 連續系統的數值仿真算法
3.1 微分方程數值解的基本思想
3.1.1 微分方程的離散化
3.1.2 微分方程的遞推化
3.2 連續系統數值積分法的基本原理
3.3 單步數值積分法
3.3.1 歐拉法
3.3.2 改進歐拉法
3.3.3 數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展開法導出
3.4.2 線性多步法公式的數值積分法導出
3.5 數值積分法穩定性分析
3.5.1 數值解法穩定性的含義
3.5.2 數值解法穩定性的分析
3.5.3 數值算法中的“病態問題”
3.6 數值積分法的選擇與計算步距的確定
3.6.1 數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 數值積分法的MATLAB函數
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
練習題

第4章 離散事件系統的建模與仿真
4.1 離散事件系統仿真概述
4.1.1 離散事件系統仿真的基本要素
4.1.2 離散事件系統仿真原理
4.1.3 離散事件系統仿真的一般步驟
4.2 離散事件系統的建模方法
4.2.1 實體流程法
4.2.2 Petri網法
4.3 離散事件系統的仿真方法
4.3.1 事件調度法的原理
4.3.2 事件調度法的仿真策略
4.3.3 事件例程舉例
4.3.4 隊列系統的仿真
4.4 隨機數與隨機變量
4.4.1 隨機數的產生
4.4.2 隨機變量的產生
4.5 輸人數據分析
4.5.1 分布類型的辨識
4.5.2 分布參數估計
4.6 仿真的輸出分析
4.6.1 終態仿真與穩態仿真
4.6.2 終態系統的輸出分析
4.6.3 穩態仿真的輸出分析
4.7 離散事件系統仿真舉例
練習題

第5章 建模與仿真的VV&A
5.1 引言
5.2 建模與仿真的VV&A
5.2.1 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／數據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的關係

第6章 先進仿真技術
6.1 分布式仿真
6.1.1 分布式仿真的概念
6.1.2 分布式仿真協議
6.1.3 分布式仿真的發展及相關技術
6.2 協同仿真
6.2.1 協同思想的由來
6.2.2 協同仿真的概念
6.2.3 協同仿真的應用和開發
6.3 虛擬現實
6.3.1 虛擬現實的概念
6.3.2 虛擬現實的基本特徵
6.3.3 虛擬現實系統的構成與分類
6.3.4 虛擬現實的建模技術
6.3.5 虛擬現實技術的研究基礎
6.3.6 虛擬現實的發展
6.3.7 虛擬現實技術的應用
6.3.8 可視化工具VTK
6.4 半實物仿真與dSPACE實時仿真系統
6.4.1 dSPACE的開發流程
6.4.2 dSPACE系統特點
6.4.3 dSPACE軟件環境介紹
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環境下的實時仿
真與實時控制
練習題

第7章 MATLAB與連續系統仿真
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系統仿真環境的設置
7.6 S函數模塊及其應用
7.6.1 S函數概述
7.6.2 用MATLAB語言編寫S函數的方法
7.6.3 用C語言編寫S函數的方法
7.6.4 S函數的有關概念
7.6.5 S函數舉例
7.7 系統設計實例
7.8 VC與MATLAB混合編程
7.8.1 MATLAB與VC混合編程的實現方法
7.8.2 振動控制工具箱函數在VC中的調用
練習題

第8章 離散系統仿真CAD及應用
8.1 離散事件系統仿真語言
8.2 GPSS及GPSS／H離散仿真工具與應用
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的標準輸出報告
8.2.5 GPSS／H應用示例——自選商場購物模型
8.2.6 GPSS應用示例——家電修理部模型
8.3 ProModel軟件與應用
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基本建模元素的創建
8.4 ProModel仿真應用實例
8.4.1 ATM系統
8.4.2 理發店仿真實例
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
練習題

第9章 機械系統協同仿真CAD及應用
9.1 仿真軟件環境與接口實現
9.1.1 仿真環境簡介
9.1.2 接口實現
9.1.3 利用ADAMS和MATLAB進行聯合仿真
9.2 天線系統的協同仿真
9.2.1 仿真要求
9.2.2 主要步驟及仿真結果
9.3 仿生腿設計中的協同仿真
9.3.1 構造ADAMS機械系統樣機模型
9.3.2 控制系統建模
9.3.3 協同仿真分析
9.4 協同仿真中的注意事項
練習題

第10章 冷連軋仿真模型庫系統
10.1 冷連軋系統概述
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功能設計
10.3.1 系統功能結構
10.3.2 系統數據結構
10.4 冷連軋仿真模型庫系統軟件體系結構設計
10.4.1 面向對象的軟件層次化模塊化體系結構
10.4.2 運用可重用技術的動態仿真系統
10.5 冷連軋仿真模型庫系統的軟件實現
10.5.1 仿真系統硬件組成
10.5.2 仿真平臺
10.5.3 領域模型庫的開發
10.6 冷連軋仿真模型庫系統應用評價

第11章 鐵水運輸調度智能仿真系統
11.1 鐵水運輸調度系統概述
11.2 仿真需求分析
11.3 研究內容及實施方案
11.3.1 研究內容
11.3.2 實施方案
11.4 仿真系統的軟件設計與實現
11.4.1 仿真系統的組成及框架結構
11.4.2 仿真系統的Petri網建模
11.4.3 仿真系統的調度機制
11.4.4 仿真系統的功能模塊設計
11.4.5 仿真系統的數據結構設計
11.4.6 運行環境和開發工具
11.4.7 人工干預過程的實現
……
參考文獻