系統(tǒng)仿真技術(shù)

第1章 緒論
　1.1 系統(tǒng)仿真技術(shù)及應(yīng)用
　　1.1.1 系統(tǒng)仿真技術(shù)定義
　　1.1.2 系統(tǒng)仿真技術(shù)在復(fù)雜產(chǎn)品研制中的應(yīng)用
　　1.1.3 系統(tǒng)仿真技術(shù)在操作人員培訓(xùn)中的應(yīng)用
　1.2 仿真分類及任務(wù)
　　1.2.1 按被仿真對(duì)象性質(zhì)分類??連續(xù)系統(tǒng)仿真和離散事件系統(tǒng)仿真
　　1.2.2 按功能及用途分類??工程仿真和訓(xùn)練仿真
　　1.2.3 按仿真系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)分類??單平臺(tái)仿真和多平臺(tái)分布交互仿真
　　1.2.4 按分布仿真中虛實(shí)結(jié)合程度分類??構(gòu)造仿真、虛擬仿真、實(shí)況仿真
　　1.2.5 按仿真時(shí)鐘與墻鐘時(shí)間（自然時(shí)間）的比例關(guān)系分類??實(shí)時(shí)仿真、欠實(shí)時(shí)仿真和超實(shí)時(shí)仿真
　　1.2.6 按系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型描述方法分類??定量仿真和定性仿真
　1.3 工程領(lǐng)域連續(xù)系統(tǒng)仿真方法分類及任務(wù)
　　1.3.1 數(shù)學(xué)仿真
　　1.3.2 硬件在回路仿真
　　1.3.3 軟件在回路仿真
　　1.3.4 人在回路仿真
　1.4 現(xiàn)代建模/仿真技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展
　　1.4.1 現(xiàn)代建模/仿真技術(shù)
　　1.4.2 現(xiàn)代建模/仿真技術(shù)體系
第2章 系統(tǒng)仿真基礎(chǔ)知識(shí)
　2.1 名詞術(shù)語(yǔ)
　　2.1.1 數(shù)學(xué)模型
　　2.1.2 仿真模型
　　2.1.3 實(shí)時(shí)仿真
　　2.1.4 分布交互仿真
　　2.1.5 高層體系結(jié)構(gòu)
　　2.1.6 建模/仿真的校核、驗(yàn)證與確認(rèn)
　　2.1.7 基于仿真的采辦
　　2.1.8 虛擬樣機(jī)
　　2.1.9 虛擬制造
　　2.1.10 仿真網(wǎng)格
　　2.1.11 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
　2.2 操作系統(tǒng)、編程語(yǔ)言/開(kāi)發(fā)環(huán)境的比較與選擇　
　　2.2.1 操作系統(tǒng)　
　　2.2.2 編程語(yǔ)言及開(kāi)發(fā)環(huán)境　
　　2.2.3 面向?qū)ο蠼７椒敖y(tǒng)一建模語(yǔ)言（UML）　
　2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)、模型庫(kù)　
　　2.3.1 仿真系統(tǒng)中常用的數(shù)據(jù)庫(kù)及特點(diǎn)　
　　2.3.2 仿真系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)、模型庫(kù)的開(kāi)發(fā)、管理及應(yīng)用　
　習(xí)題　
　參考文獻(xiàn)　
第3章 連續(xù)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
　3.1 引言　
　3.2 常用確定性連續(xù)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型　
　　3.2.1 數(shù)學(xué)模型　
　　3.2.2 數(shù)學(xué)模型間的轉(zhuǎn)換　
　3.3 離散時(shí)間系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型　
　　3.3.1 差分方程　
　　3.3.2 z傳遞函數(shù)　
　　3.3.3 離散狀態(tài)空間表達(dá)式　
　　3.3.4 離散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖　
　　3.3.5 關(guān)于采樣系統(tǒng)　
　3.4 隨機(jī)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型　
　　3.4.1 連續(xù)隨機(jī)系統(tǒng)描述方法　
　　3.4.2 離散隨機(jī)系統(tǒng)描述方法　
　　3.4.3 隨機(jī)系統(tǒng)建模/仿真中的專門問(wèn)題　
　習(xí)題　
　參考文獻(xiàn)　
第4章 連續(xù)系統(tǒng)仿真的數(shù)值積分法
　4.1 數(shù)值積分法原理　
　4.2 歐拉方法　
　　4.2.1 歐拉法　
　　4.2.2 改進(jìn)歐拉法　
　　4.2.3 幾個(gè)基本概念　
　4.3 龍格庫(kù)塔法　
　　4.3.1 龍格庫(kù)塔法的基本原理　
　　4.3.2 固定步長(zhǎng)的龍格庫(kù)塔法　
　　4.3.3 龍格庫(kù)塔法的穩(wěn)定區(qū)　
　　4.3.4 實(shí)時(shí)龍格庫(kù)塔法公式　
　　4.3.5 變步長(zhǎng)龍格庫(kù)塔法　
　4.4 亞當(dāng)姆斯法　
　　4.4.1 亞當(dāng)姆斯顯式公式　
　　4.4.2 亞當(dāng)姆斯隱式公式　
　　4.4.3 預(yù)估校正公式　
　　4.4.4 亞當(dāng)姆斯法的穩(wěn)定區(qū)　
　4.5 剛性方程的數(shù)字仿真　
　　4.5.1 剛性方程　
　　4.5.2 吉爾法　
　　4.5.3 單步多值法的誤差估計(jì)　
　　4.5.4 單步多值法階與步長(zhǎng)的控制　
　4.6 計(jì)算方法和計(jì)算步長(zhǎng)的選擇　
　　4.6.1 積分方法的選擇　
　　4.6.2 計(jì)算步長(zhǎng)的選擇　
　習(xí)題　
　參考文獻(xiàn)　
第5章 連續(xù)系統(tǒng)的離散化仿真
　5.1 替換法　
　　5.1.1 簡(jiǎn)單替換法　
　　5.1.2 雙線性變換法　
　5.2 根匹配法　
　　5.2.1 根匹配法的步驟　
　　5.2.2 根匹配法的穩(wěn)定性和精度　
　5.3 離散相似法　
　　5.3.1 離散相似法的含義和特點(diǎn)　
　　5.3.2 離散相似法的精度和穩(wěn)定性　
　5.4 狀態(tài)方程的離散化　
　　5.4.1 離散化模型的推導(dǎo)　
　　5.4.2 狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的近似計(jì)算　
　5.5 增廣矩陣法　
　　5.5.1 增廣矩陣法的基本思想　
　　5.5.2 不同輸入信號(hào)下的增廣狀態(tài)方程　
　5.6 面向結(jié)構(gòu)圖的數(shù)字仿真　
　　5.6.1 連接矩陣法　
　　5.6.2 例題　
　習(xí)題　
　參考文獻(xiàn)　
第6章 隨機(jī)控制系統(tǒng)仿真
　6.1 隨機(jī)控制系統(tǒng)概述　
　　6.1.1 隨機(jī)控制系統(tǒng)模型　
　　6.1.2 隨機(jī)控制系統(tǒng)仿真的專門問(wèn)題　
　　6.1.3 隨機(jī)控制系統(tǒng)仿真方法　
　　6.1.4 仿真結(jié)果統(tǒng)計(jì)特性計(jì)算　
　6.2 蒙特卡羅仿真法　
　　6.2.1 仿真原理及仿真算法　
　　6.2.2 仿真結(jié)果分析　
　6.3 伴隨系統(tǒng)仿真法　
　　6.3.1 仿真原理　
　　6.3.2 伴隨系統(tǒng)在確定性控制系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用　
　　6.3.3 伴隨系統(tǒng)在隨機(jī)控制系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用　
　習(xí)題　
　參考文獻(xiàn)　
第7章 實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)
　7.1 實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)概述　
　　7.1.1 實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)分類　
　　7.1.2 實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)基本組成及特點(diǎn)　
　7.2 硬件在回路仿真??半實(shí)物仿真系統(tǒng)　　
　　7.2.1 半實(shí)物仿真概述　
　　7.2.2 半實(shí)物仿真主要物理效應(yīng)設(shè)備　
　　7.2.3 飛行器半實(shí)物仿真系統(tǒng)　
　　7.2.4 制導(dǎo)武器半實(shí)物仿真系統(tǒng)　
　7.3 人在回路仿真　
　　7.3.1 人在回路仿真概述　
　　7.3.2 人在回路仿真系統(tǒng)??飛行模擬器
　　7.3.3 飛行模擬器結(jié)構(gòu)、原理和仿真模型
　　7.3.4 飛行模擬器環(huán)境仿真關(guān)鍵設(shè)備
　7.4 平臺(tái)級(jí)分布交互仿真系統(tǒng)
　　7.4.1 分布交互仿真標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議和通信機(jī)制
　　7.4.2 應(yīng)用實(shí)例??航空兵攻防對(duì)抗仿真系統(tǒng)和基于網(wǎng)絡(luò)的飛行仿真器
　習(xí)題
　參考文獻(xiàn)
第8章 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用
　8.1 概述
　　8.1.1 虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)的產(chǎn)生、定義、特點(diǎn)及系統(tǒng)組成
　　8.1.2 人機(jī)多維信息交互原理及顯示方式
　　8.1.3 VR系統(tǒng)人機(jī)接口
　8.2 視覺(jué)反饋原理及三維圖像生成
　　8.2.1 計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)三維圖像生成基本過(guò)程
　　8.2.2 三維圖像數(shù)字化建模
　　8.2.3 坐標(biāo)變換
　　8.2.4 剪裁與消隱
　　8.2.5 紋理與光照效果
　　8.2.6 立體成像
　　8.2.7 視覺(jué)環(huán)境的構(gòu)造方式
　8.3 三維虛擬聲的生成原理與顯示方法
　　8.3.1 三維虛擬聲的生成與顯示
　　8.3.2 聲音的距離仿真
　　8.3.3 聲音的運(yùn)動(dòng)仿真
　　8.3.4 三維虛擬聲音的合成與定位
　　8.3.5 三維音響的顯示
　8.4 觸覺(jué)/力感反饋系統(tǒng)
　　8.4.1 觸覺(jué)/力感反饋原理
　　8.4.2 觸覺(jué)/力反饋仿真設(shè)備
　　8.4.3 虛擬操作及力反饋系統(tǒng)舉例
　8.5 虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)及在仿真系統(tǒng)中的應(yīng)用
　　8.5.1 VR技術(shù)在訓(xùn)練仿真器中的應(yīng)用
　　8.5.2 VR技術(shù)在虛擬樣機(jī)及虛擬制造中的應(yīng)用
　　8.5.3 VR技術(shù)在虛擬戰(zhàn)場(chǎng)中的應(yīng)用
　　8.5.4 VR技術(shù)在科普及娛樂(lè)中的應(yīng)用
　　8.5.5 虛擬人
　習(xí)題
　參考文獻(xiàn)
第9章 建模與仿真的VV&A技術(shù)
　9.1 引言
　9.2 建模與仿真的VV&A
　　9.2.1 VV&A概念
　　9.2.2 VV&A的基本原則
　　9.2.3 VV&A的工作過(guò)程
　　9.2.4 V&V的主要技術(shù)方法
　9.3 M&S、VV&A與T&E的關(guān)系
　　9.3.1 M&S與T&E的關(guān)系
　　9.3.2 VV&A與T&E的關(guān)系
　9.4 飛行模擬器的VV&A與T&E過(guò)程
　習(xí)題
　參考文獻(xiàn)
第10章 系統(tǒng)建模/仿真工具??MATLAB
　10.1 MATLAB功能簡(jiǎn)介
　　10.1.1 MATLAB的基本計(jì)算功能
　　10.1.2 圖形與可視化
　　10.1.3 控制系統(tǒng)模型與分析
　10.2 圖形建模/仿真環(huán)境??SIMULINK主要功能及應(yīng)用實(shí)例
　　10.2.1 SIMULINK模型庫(kù)
　　10.2.2 SIMULINK模型的建立及模型特點(diǎn)
　　10.2.3 SIMULINK仿真運(yùn)行
　　10.2.4 SIMULINK應(yīng)用實(shí)例
　10.3 SIMULINK實(shí)時(shí)代碼生成方法及應(yīng)用實(shí)例
　　10.3.1 RTW代碼自動(dòng)生成和實(shí)時(shí)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境
　　10.3.2 應(yīng)用實(shí)例
　習(xí)題
　參考文獻(xiàn)