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第1章 导论1

1.1 系统仿真的基本概念2

1.1.1 系统2

1.1.2 模型4

1.1.3 仿真8

1.2 系统仿真的分类11

1.2.1 根据模型的种类分类11

1.2.2 根据仿真计算机类型分类12

1.2.3 根据仿真时钟与实际时钟的比例关系分类12

1.2.4 根据系统模型的特性分类13

1.3 计算机仿真14

1.3.1 计算机仿真定义的分析14

1.3.2 计算机仿真方法的特点16

1.3.3 计算机仿真方法的作用17

1.3.4 计算机仿真的步骤18

1.4 仿真技术的应用19

1.4.1 仿真技术在系统设计中的应用21

1.4.2 仿真技术在产品开发及制造过程中的应用21

1.4.3 仿真技术在教育与训练中的应用22

参考文献23

思考题23

第2章 连续系统建模方法24

2.1 仿真建模的基本要求24

2.1.1 清晰性24

2.1.2 切题性24

2.1.3 精密性24

2.1.4 集合性24

2.2.2 实验建模法25

2.3 动力学系统的数学模型25

2.2.3 综合建模法25

2.2.1 机理建模法25

2.2 仿真建模的基本途径25

2.3.1 连续时间系统模型26

2.3.2 离散时间系统27

2.3.3 连续-离散混合模型28

2.3.4 实用建模举例28

2.4 数学模型之间的相互转化30

2.4.1 微分方程转化为状态方程30

2.4.2 结构图转换成状态方程34

2.4.3 传递函数转换成状态方程34

2.4.4 状态方程转换成传递函数36

参考文献37

练习题37

第3章 连续系统仿真38

3.1 数值积分法38

3.1.1 数值积分法基本原理38

3.1.2 Runge-Kutta积分法43

3.1.3 线性多步法46

3.1.4 积分方法的选择48

3.1.5 积分步长的确定49

3.1.6 数值积分法稳定性分析51

3.2 替换法53

3.2.1 简单替换法54

3.2.2 双线性替换法56

3.3 离散相似法59

3.3.1 离散相似概念59

3.3.2 Z域离散相似法61

3.3.3 时域离散相似法63

3.3.4 离散相似模型的精度与稳定性分析66

3.4 数字控制系统的仿真70

3.4.1 数字控制系统的组成70

3.4.2 数字控制系统的仿真方法71

3.4.3 数字控制器采样周期的调整74

3.4.4 差分方程的仿真76

3.4.5 纯延迟环节的仿真77

3.4.6 数字式PID调节系统的仿真78

练习题78

参考文献80

第4章 仿真系统与仿真软件81

4.1 仿真系统81

4.1.1 仿真系统的定义81

4.1.2 仿真系统的分类81

4.1.3 半实物仿真系统的组成82

4.1.4 几个典型的半实物仿真系统82

4.2 仿真软件及其分类85

4.2.1 国外仿真软件86

4.2.2 国内仿真软件87

4.2.3 仿真软件的发展阶段87

4.2.4 仿真软件的分类88

4.3 连续系统仿真语言88

4.3.1 仿真程序S3588

4.3.2 仿真语言CSSL90

4.3.3 仿真语言ACSL92

4.3.4 YFSIM一体化仿真软件93

4.3.5 MATLAB/simulink仿真软件98

4.3.6 其它仿真软件100

4.4.1 仿真软件在航空、航天领域中发挥得淋漓尽致102

4.4 仿真软件的现在102

4.4.2 仿真软件在兵器、船舶领域的应用继续深化103

4.4.3 仿真软件在电子、电力领域的应用如火如荼103

4.4.4 仿真软件在通讯领域取得了广泛的应用104

4.4.5 仿真软件在化工领域的应用日趋成熟105

4.4.6 仿真软件在建筑领域的应用已经全面展开105

4.4.7 仿真软件在军事作战领域的应用后来居上106

4.4.8 针对教育和培训的仿真软件方兴未艾106

4.4.9 针对车辆的仿真软件崭露头角107

4.4.11 仿真软件开始涉足一些其它工业领域108

4.4.10 仿真软件开始进入嵌入式软件测试领域108

4.5 仿真软件的未来109

4.5.1 仿真软件向应用的全生命周期发展109

4.5.2 仿真软件向简单易用的方向发展109

4.5.3 仿真软件向集成多媒体、虚拟现实技术的方向发展110

4.5.4 仿真软件向一体化、系列化的方向发展110

4.5.5 仿真软件向融合智能化技术的方向发展110

4.5.6 仿真软件向采用面向对象方法的方向发展110

4.5.7 仿真软件向大量采用网络技术的方向发展111

4.5.8 仿真软件向大纵深、大范围的方向发展111

4.5.9 仿真软件向大集成、大融合的方向发展111

参考文献112

4.6 小结112

思考与练习题112

第5章 离散事件系统仿真114

5.1 基本概念114

5.1.1 离散事件系统仿真的基本思想114

5.1.2 描述离散事件系统模型的基本概念115

5.1.3 描述离散事件系统仿真模型的基本概念117

5.1.4 离散事件系统仿真程序的结构119

5.2 事件推进策略120

5.2.1 事件调度法（Event Scheduling）121

5.2.3 进程交互法（Process Interaction）122

5.2.2 活动扫描法（Activity Scanning）122

5.3 离散事件系统仿真语言123

5.3.1 离散事件系统仿真语言的分类124

5.3.2 常见的离散事件系统仿真语言与软件125

5.3.3 GPSS仿真语言举例129

思考与练习题131

参考文献132

第6章 计算机作战仿真133

6.1 概述133

6.1.4 计算机作战仿真134

6.1.3 实兵演习134

6.1.2 沙盘模拟134

6.1.1 思维模拟134

6.2 典型作战行动建模135

6.2.1 作战仿真建模的途径与特点136

6.2.2 射击过程的建模138

6.2.3 机动过程的建模139

6.2.4 目标观察过程的数学建模143

6.3 兰切斯特方程147

6.3.1 兰切斯特线性律与平方律方程148

6.3.2 兰切斯特方程的军事含义155

6.3.3 兰切斯特方程的发展157

6.3.4 小结161

6.4 计算机作战仿真在军事领域应用162

6.4.1 训练仿真器163

6.4.2 作战指挥模拟训练164

6.4.3 作战概念评估与验证166

6.4.4 基于仿真的采办167

思考与练习题170

参考文献170

第7章 计算机仿真的发展171

7.1 发展回顾171

7.2.1 概述174

7.2 面向对象仿真174

7.2.2 面向对象的基本概念175

7.2.3 面向对象仿真的基本方式177

7.2.4 面向对象仿真软件181

7.3 先进分布仿真184

7.3.1 起因与发展184

7.3.2 SIMNET186

7.3.3 分布交互仿真DIS187

7.3.4 聚合级仿真协议ALSP188

7.3.5 高层体系结构HLA189

7.4.1 虚拟现实的定义与特征190

7.4 虚拟现实190

7.4.2 VR系统的类型与组成192

7.4.3 虚拟现实系统中的关键技术193

7.5 定性仿真195

7.5.1 定性仿真方法的产生和发展195

7.5.2 定性仿真方法196

7.5.3 定性仿真的应用199

参考文献201

附录A L变换与L反变换202

附录B Z变换与Z反变换204

附录C 状态空间方程表示207