系統(tǒng)仿真技術

第1章 緒論
　1.1 系統(tǒng)仿真技術及應用
　　1.1.1 系統(tǒng)仿真技術定義
　　1.1.2 系統(tǒng)仿真技術在復雜產品研制中的應用
　　1.1.3 系統(tǒng)仿真技術在操作人員培訓中的應用
　1.2 仿真分類及任務
　　1.2.1 按被仿真對象性質分類??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??工程仿真和訓練仿真
　　1.2.3 按仿真系統(tǒng)體系結構分類??單平臺仿真和多平臺分布交互仿真
　　1.2.4 按分布仿真中虛實結合程度分類??構造仿真、虛擬仿真、實況仿真
　　1.2.5 按仿真時鐘與墻鐘時間（自然時間）的比例關系分類??實時仿真、欠實時仿真和超實時仿真
　　1.2.6 按系統(tǒng)數學模型描述方法分類??定量仿真和定性仿真
　1.3 工程領域連續(xù)系統(tǒng)仿真方法分類及任務
　　1.3.1 數學仿真
　　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 現代建模/仿真技術的應用及發(fā)展
　　1.4.1 現代建模/仿真技術
　　1.4.2 現代建模/仿真技術體系
第2章 系統(tǒng)仿真基礎知識
　2.1 名詞術語
　　2.1.1 數學模型
　　2.1.2 仿真模型
　　2.1.3 實時仿真
　　2.1.4 分布交互仿真
　　2.1.5 高層體系結構
　　2.1.6 建模/仿真的校核、驗證與確認
　　2.1.7 基于仿真的采辦
　　2.1.8 虛擬樣機
　　2.1.9 虛擬制造
　　2.1.10 仿真網格
　　2.1.11 虛擬現實技術
　2.2 操作系統(tǒng)、編程語言/開發(fā)環(huán)境的比較與選擇　
　　2.2.1 操作系統(tǒng)　
　　2.2.2 編程語言及開發(fā)環(huán)境　
　　2.2.3 面向對象建模方法及統(tǒng)一建模語言（UML）　
　2.3 數據庫、模型庫　
　　2.3.1 仿真系統(tǒng)中常用的數據庫及特點　
　　2.3.2 仿真系統(tǒng)數據庫、模型庫的開發(fā)、管理及應用　
　習題　
　參考文獻　
第3章 連續(xù)系統(tǒng)數學模型
　3.1 引言　
　3.2 常用確定性連續(xù)系統(tǒng)數學模型　
　　3.2.1 數學模型　
　　3.2.2 數學模型間的轉換　
　3.3 離散時間系統(tǒng)數學模型　
　　3.3.1 差分方程　
　　3.3.2 z傳遞函數　
　　3.3.3 離散狀態(tài)空間表達式　
　　3.3.4 離散系統(tǒng)結構圖　
　　3.3.5 關于采樣系統(tǒng)　
　3.4 隨機系統(tǒng)數學模型　
　　3.4.1 連續(xù)隨機系統(tǒng)描述方法　
　　3.4.2 離散隨機系統(tǒng)描述方法　
　　3.4.3 隨機系統(tǒng)建模/仿真中的專門問題　
　習題　
　參考文獻　
第4章 連續(xù)系統(tǒng)仿真的數值積分法
　4.1 數值積分法原理　
　4.2 歐拉方法　
　　4.2.1 歐拉法　
　　4.2.2 改進歐拉法　
　　4.2.3 幾個基本概念　
　4.3 龍格庫塔法　
　　4.3.1 龍格庫塔法的基本原理　
　　4.3.2 固定步長的龍格庫塔法　
　　4.3.3 龍格庫塔法的穩(wěn)定區(qū)　
　　4.3.4 實時龍格庫塔法公式　
　　4.3.5 變步長龍格庫塔法　
　4.4 亞當姆斯法　
　　4.4.1 亞當姆斯顯式公式　
　　4.4.2 亞當姆斯隱式公式　
　　4.4.3 預估校正公式　
　　4.4.4 亞當姆斯法的穩(wěn)定區(qū)　
　4.5 剛性方程的數字仿真　
　　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　
　　4.5.4 單步多值法階與步長的控制　
　4.6 計算方法和計算步長的選擇　
　　4.6.1 積分方法的選擇　
　　4.6.2 計算步長的選擇　
　習題　
　參考文獻　
第5章 連續(xù)系統(tǒng)的離散化仿真
　5.1 替換法　
　　5.1.1 簡單替換法　
　　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　
　　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　
　　5.4.2 狀態(tài)轉移矩陣的近似計算　
　5.5 增廣矩陣法　
　　5.5.1 增廣矩陣法的基本思想　
　　5.5.2 不同輸入信號下的增廣狀態(tài)方程　
　5.6 面向結構圖的數字仿真　
　　5.6.1 連接矩陣法　
　　5.6.2 例題　
　習題　
　參考文獻　
第6章 隨機控制系統(tǒng)仿真
　6.1 隨機控制系統(tǒng)概述　
　　6.1.1 隨機控制系統(tǒng)模型　
　　6.1.2 隨機控制系統(tǒng)仿真的專門問題　
　　6.1.3 隨機控制系統(tǒng)仿真方法　
　　6.1.4 仿真結果統(tǒng)計特性計算　
　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)仿真中的應用　
　　6.3.3 伴隨系統(tǒng)在隨機控制系統(tǒng)仿真中的應用　
　習題　
　參考文獻　
第7章 實時仿真系統(tǒng)
　7.1 實時仿真系統(tǒng)概述　
　　7.1.1 實時仿真系統(tǒng)分類　
　　7.1.2 實時仿真系統(tǒng)基本組成及特點　
　7.2 硬件在回路仿真??半實物仿真系統(tǒng)　　
　　7.2.1 半實物仿真概述　
　　7.2.2 半實物仿真主要物理效應設備　
　　7.2.3 飛行器半實物仿真系統(tǒng)　
　　7.2.4 制導武器半實物仿真系統(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 飛行模擬器結構、原理和仿真模型
　　7.3.4 飛行模擬器環(huán)境仿真關鍵設備
　7.4 平臺級分布交互仿真系統(tǒng)
　　7.4.1 分布交互仿真標準、協(xié)議和通信機制
　　7.4.2 應用實例??航空兵攻防對抗仿真系統(tǒng)和基于網絡的飛行仿真器
　習題
　參考文獻
第8章 虛擬現實技術及其在系統(tǒng)仿真中的應用
　8.1 概述
　　8.1.1 虛擬現實（VR）技術的產生、定義、特點及系統(tǒng)組成
　　8.1.2 人機多維信息交互原理及顯示方式
　　8.1.3 VR系統(tǒng)人機接口
　8.2 視覺反饋原理及三維圖像生成
　　8.2.1 計算機實時三維圖像生成基本過程
　　8.2.2 三維圖像數字化建模
　　8.2.3 坐標變換
　　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 視覺環(huán)境的構造方式
　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 聲音的運動仿真
　　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/力感反饋系統(tǒng)
　　8.4.1 觸覺/力感反饋原理
　　8.4.2 觸覺/力反饋仿真設備
　　8.4.3 虛擬操作及力反饋系統(tǒng)舉例
　8.5 虛擬現實（VR）技術及在仿真系統(tǒng)中的應用
　　8.5.1 VR技術在訓練仿真器中的應用
　　8.5.2 VR技術在虛擬樣機及虛擬制造中的應用
　　8.5.3 VR技術在虛擬戰(zhàn)場中的應用
　　8.5.4 VR技術在科普及娛樂中的應用
　　8.5.5 虛擬人
　習題
　參考文獻
第9章 建模與仿真的VV&A技術
　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的工作過程
　　9.2.4 V&V的主要技術方法
　9.3 M&S、VV&A與T&E的關系
　　9.3.1 M&S與T&E的關系
　　9.3.2 VV&A與T&E的關系
　9.4 飛行模擬器的VV&A與T&E過程
　習題
　參考文獻
第10章 系統(tǒng)建模/仿真工具??MATLAB
　10.1 MATLAB功能簡介
　　10.1.1 MATLAB的基本計算功能
　　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主要功能及應用實例
　　10.2.1 SIMULINK模型庫
　　10.2.2 SIMULINK模型的建立及模型特點
　　10.2.3 SIMULINK仿真運行
　　10.2.4 SIMULINK應用實例
　10.3 SIMULINK實時代碼生成方法及應用實例
　　10.3.1 RTW代碼自動生成和實時系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境
　　10.3.2 應用實例
　習題
　參考文獻