系统仿真导论 (2008 年度畅销榜NO.2283 )

系统仿真技术是研究、设计、分析各种复杂系统的重要工具。全书除概论外，共分为三篇，即连续系统仿真篇(第l-9章)、离散事件系统仿真篇(第10-14章)和现代仿真技术篇(第15章)。几乎每章后面均附有习题，书后还附有实验大纲及相应的仿真源程序清单。\r\n\r\n 本书可作为自动控制理论与应用、机械工程、经济管理、系统工程等专业仿真课程的教材，使用对象是大学高年级学生。其中带“*”的章节是选修内容，也可作为研究生参考教材。对于工程技术人员，本书可作为应用仿真技术的参考书。\r\n
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概述 \r\n\r\n 0. 1 系统. 模型与仿真 \r\n\r\n 0. 1. 1 系统 \r\n\r\n 0. 1. 2 模型 \r\n\r\n 0. 1. 3 仿真 \r\n\r\n 0. 2 系统仿真的类型 \r\n\r\n 0. 3 系统仿真的一般步骤 \r\n\r\n 0. 4 仿真技术的应用 \r\n\r\n 0. 4. 1 仿真技术在系统设计中的应用 \r\n\r\n 0. 4. 2 仿真技术在系统分析中的应用 \r\n\r\n 0. 4. 3 仿真在教育与训练中的应用 \r\n\r\n 0. 4. 4 仿真在产品开发及制造过程中的应用 \r\n\r\n 0. 4. 5 仿真技术在CIMS中的应用 \r\n\r\n \r\n\r\n 第一篇 连续系统仿真篇 \r\n\r\n 第1章 连续系统仿真概论 \r\n\r\n 1. 1 连续系统模型描述 \r\n\r\n 1. 1. 1 连续时间模型 \r\n\r\n 1. 1. 2 离散时间模型 \r\n\r\n 1. 1. 3 连续-离散混合模型 \r\n\r\n 1. 2 模型结构变换 \r\n\r\n 1. 2. 1 外部模型到内部模型的变换 \r\n\r\n 1. 2. 2 面向结构图的模型变换 \r\n\r\n 1. 2. 3 系统状态初始值变换 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n 参考文献 \r\n\r\n 第2章 经典的连续系统仿真建模方法学 \r\n\r\n 2. 1 离散化原理及要求 \r\n\r\n 2. 2 龙格-库塔法 \r\n\r\n 2. 2. 1 龙格-库塔法基本原理 \r\n\r\n 2. 2. 2 龙格-库塔法的误差估计及步长控制 \r\n\r\n 2. 2. 3 实时龙格-库塔法 \r\n\r\n 2. 2. 4 面向方程的龙格-库塔法仿真举例 \r\n\r\n 2. 3 线性多步法 \r\n\r\n 2. 3. 1 线性多步法基本原理 \r\n\r\n 2. 3. 2 线性多步法误差分桥 \r\n\r\n 2. 4 稳定性分拆 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n 参考文献 \r\n\r\n 第3章 时域离散相似法 \r\n\r\n 3. 1 时域离散相似法基本原理 \r\n\r\n 3. 1. 1 基本方法 \r\n\r\n 3. 1. 2 状态转移矩阵的计算 \r\n\r\n 3. 2 增广矩阵法 \r\n\r\n 3. 3 面向结构图的非线性系统仿真 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n 参考文献 \r\n\r\n 第4章 领域仿真建模方法学 \r\n\r\n 4. 1 替换法 \r\n\r\n 4. 2 根匹配法 \r\n\r\n 4. 3 频域离散相似法 \r\n\r\n 4. 3. 1 频域离散相似法基本原理 \r\n\r\n 4. 3. 2 信号重构器的频谱特性分析 \r\n\r\n 4. 3. 3 可调整积分法 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n 参考文献 \r\n\r\n 第5章 采样控制系统仿真 \r\n\r\n 5. 1 采样控制系统的基本结构 \r\n\r\n 5. 2 采样周期与仿真步距 \r\n\r\n 5. 3 不同采样周期差分模型的转换 \r\n\r\n 5. 4 纯延迟环节的仿真模型 \r\n\r\n 5. 5 采样控制系统仿真举例 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n 参考文献 \r\n\r\n 第6章 病态系统仿真 \r\n\r\n 6. 1 病态系统的定义 \r\n\r\n 6. 2 线性病态系统仿真 \r\n\r\n 6. 3 非线性病态系统仿真 \r\n\r\n 6. 3. 1 吉尔法 \r\n\r\n 6. 3. 2 半隐式龙格-库塔法 \r\n\r\n 6. 3. 3 多帧速算法 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n 参考文献 \r\n\r\n 第7章 间断特性的仿真建模 \r\n\r\n 7. 1 间断特性仿真的特点 \r\n\r\n 7. 2 条件函数零点搜索法 \r\n\r\n 7. 3 平均值法 \r\n\r\n 7. 4 间断点估计法 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n 参考文献 \r\n\r\n 第8章 偏微分方程仿真建模方法学 \r\n\r\n 8. 1 概述 \r\n\r\n 8. 2 差分法原理 \r\n\r\n 8. 3 差分格式的相容性. 稳定性及收敛性 \r\n\r\n 8. 4 扩散方程的菱形法及跳点法 \r\n\r\n 8. 5 对流方程的耗散中心差公式 \r\n\r\n 8. 6 椭圆方程的差分法 \r\n\r\n 8. 7 线上求解法 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n 参考文献 \r\n\r\n 第9章 并行仿真技术 \r\n\r\n 9. l 概述 \r\n\r\n 9. 2 并行处理原理及并行仿真算法 \r\n\r\n 9. 3 面向微分方程的并行仿真 \r\n\r\n 9. 4 分布交互式仿真 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n 参考又献 \r\n\r\n \r\n\r\n 第二篇 离散事件系统仿真篇 \r\n\r\n 第10章 离散实践系统仿真基础 \r\n\r\n 10. 1 基本概念 \r\n\r\n 10. 2 仿真钟的推进 \r\n\r\n 10. 3 单服务台排队系统仿真 \r\n\r\n 10. 3. 1 排队系统的基本概念 \r\n\r\n 10. 3. 2 单服务台排队系统仿真举例 \r\n\r\n 10. 4 库存系统的仿真 \r\n\r\n 10. 4. 1 库存系统的基本概念 \r\n\r\n 10. 4. 2 确定性库存系统 \r\n\r\n 10. 4. 3 随机库存系统 \r\n\r\n 10. 4. 4 随机库存系统仿真举例 \r\n\r\n 10. 5 离散事件系统仿真研究的一般步骤 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n 参考文献 \r\n\r\n 第11章 随机变量模型的确定 \r\n\r\n 11. 1 引言 \r\n\r\n 11. 2 随机变量模型的确定 \r\n\r\n 11. 2. 1 分布参数的确定 \r\n\r\n 11. 2. 2 分布类型的假设 \r\n\r\n 11. 2. 3 实验分布 \r\n\r\n 11. 3 拟合优良度检验 \r\n\r\n 11. 3. 1 X2检验 \r\n\r\n 11. 3. 2 柯尔莫哥洛夫-斯米尔洛夫检验(K-S检验) \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n 参考文献 \r\n\r\n 第12章 随机变量的产生 \r\n\r\n 12. 1 概述 \r\n\r\n 12. 2 随机数发生器 \r\n\r\n 12. 3 随机数发生器的测试 \r\n\r\n 12. 4 随机变量产生的原理 \r\n\r\n 12. 4. 1 反变换法 \r\n\r\n 12. 4. 2 组合法 \r\n\r\n 12. 4. 3 卷积法 \r\n\r\n 12. 4. 4 台选法 \r\n\r\n 12. 5 典型随机变量的产生 \r\n\r\n 12. 5. 1 连续随机变量的产生 \r\n\r\n 12. 5. 2 离散随机变量的产生 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n 参考文献 \r\n\r\n 第13章 离散事件系统仿真建模方法及仿真策暗 \r\n\r\n 13. 1 概述 \r\n\r\n 13. 2 Petri网建模方法 \r\n\r\n 13. 3 离散事件系统的仿真策略 \r\n\r\n 13. 3. 1 事件调度法 \r\n\r\n 13. 3. 2 活动扫描法 \r\n\r\n 13. 3. 3 进程交互法 \r\n\r\n 13. 3. 4 三阶段法 \r\n\r\n 13. 3. 5 四种仿真策赂的比较 \r\n\r\n 13. 4 离散事件系统仿真语言 \r\n\r\n 13. 4. 1 概述 \r\n\r\n 13. 4. 2 GPSS \r\n\r\n 13. 4. 3 SLAM／SIMAN仿真语言 \r\n\r\n 13. 4. 4 SIMSCRIPT 11. 5 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n 参考文献 \r\n\r\n 第14章 离散寥件系统仿真输出数据分析 \r\n\r\n 14. 1 概述 \r\n\r\n 14. 2 终止型仿真及稳态型仿真 \r\n\r\n 14. 3 终止型仿真输出数据的分析 \r\n\r\n 14. 3. 1 固定样本长度法 \r\n\r\n 14. 3. 2 序贯程序法 \r\n\r\n 14. 4 稳态型仿真输出数据的分析 \r\n\r\n 14. 4. 1 批均值法 \r\n\r\n 14. 4. 2 稳态型序贯法 \r\n\r\n 14. 4. 3 重新产生法 \r\n\r\n 14. 4. 4 重复删除法 \r\n\r\n 14. 5 系统性能比较 \r\n\r\n 14. 5. 1 两系统性能比较 \r\n\r\n 14. 5. 2 多系统性能比较 \r\n\r\n 14. 6 仿真结果分析应用举例 \r\n\r\n 习题 \r\n\r\n 参考文献 \r\n\r\n \r\n\r\n 第三篇 现代仿真技术篇 \r\n\r\n 第15章 虚拟现实技术 \r\n\r\n 15. 1 虚拟现实技术的特征及系统的基本构成 \r\n\r\n 15. 2 虚拟现实技术的发展概况 \r\n\r\n 15. 3 位置跟踪通道 \r\n\r\n 15. 4 视觉通道 \r\n\r\n 15. 5 听觉通道 \r\n\r\n 15. 6 触觉／力反馈 \r\n\r\n 15. 6. 1 人体触觉系统 \r\n\r\n 15. 6. 2 触觉／力反馈技术 \r\n\r\n 15. 7 虚拟场景的生成 \r\n\r\n 15. 7. 1 虚拟场景静态模型的建立 \r\n\r\n 15. 7. 2 虚拟场景动态模型的建立 \r\n\r\n 15. 8 本章小结 \r\n\r\n 参考文献 \r\n\r\n 附录1 实验指示书 \r\n\r\n 实验1 面向方程的数值积分法仿真 \r\n\r\n 实验2 面向结构图的离散相似法仿真 \r\n\r\n 实验3 随机数产生及均匀性与独立性测试 \r\n\r\n 实验4 仿真输出数据分桥 \r\n\r\n 附录2 仿真实验源程序 \r\n\r\n 程序1 面向方程的数值积分法仿真程序(CSS01. C) \r\n\r\n 程序2 面向结构图的离散相似法仿真程序(CSS02. C) \r\n\r\n 程序3 伪随机发生器测试程序(DEDS01. C) \r\n\r\n 程序4 批均值法仿真程序(DEDS02. C) \r\n
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本教材系由全国高等学校自动控制专业教学指导委员会评审, 原电子工业部教材办公室批准的“九五”规划教材. 该教材由清华大学自动化系肖田元担任主编, 张燕云. 陈加栋参加编写, 熊光楞担任主审.

本书的参考教学学时为48-60学时. 学习本课程之前, 学生必须已修过“自动控制原理”. “概率论与数理统计”. “计算机程序设计语言”等课程.

系统仿真是研究. 设计. 分析各种复杂系统的重要工具. 本书可供自动控制理论与应用. 机械工程. 经济管理. 系统工程等专业的仿真课程作为教材使用. 使用对象主要是大学高年级学生, 其中带“*”的章节是选修内容, 也可作为研究生参考教材.

本书的目的是力图向读者比较全面地. 系统地介绍系统仿真学科. 全书分为三篇, 即连续系统仿真篇. 离散事件系统仿真篇和现代仿真技术篇. 此外, 书中开始安排了概论, 使初次接触仿真的读者对系统仿真有一个概念性了解.

连续系统仿真篇分为9章. 首先对连续系统的模型形式化描述进行讨论(第l章), 接着介绍经典的连续系统建模方法学, 主要讨论龙格—库塔法和线性多步法(第2章), 然后分别按时域和频域讨论连续系统仿真建模技术(第3, 4章). 第5章对采样控制系统的仿真进行专门介绍. 第6章及第7章对两类特殊问题——病态系统及含有间断特性的系统仿真技术进行了讨论. 到此, 对有关集中参数的连续系统仿真技术作了比较全面的介绍. 第8章提供有关分布参数系统的仿真建模技术. 近些年来, 并行处理技术得到长足的发展, 因此, 在第9章, 介绍了连续系统并行仿真的基本原理和技术.

离散事件系统仿真篇分为5章. 首先介绍离散事件系统仿真的基本概念, 通过两类常见的离散事件系统——排队系统和库存系统的仿真使读者对该类仿真有一个总体认识(第10章). 第11章讨论离散事件系统仿真建模方法学. 随机性是这类系统的重要特征. 然后用两章的篇幅, 讨论如何从观测数据确定随机变量模型以及随机变量的产生等(第12, 13章). 最后, 在第14章, 对离散事件系统仿真结果分析进行了比较详细的讨论, 这是因为, 该问题以往未能引起人们的足够重视, 而且至今仍未得到彻底解决.

本书的第3篇介绍现代仿真技术. 如前所述, 仿真技术发展如此迅速, 以至于来不及在教科书中加以介绍. 在众多的现代仿真技术中, 本书选择了“虚拟现实技术”(第15章)加以介绍. 作者认为, 这方面技术的发展, 在很大程度上代表了现代仿真技术的最新技术成果.

本书作为理工类高等学校学生仿真课程的教材, 几乎每章后面均附有习题. 考虑到系统仿真是一门实验性很强的学科, 书的最后附有实验指示书及相应的实验程序. 程序是用C语言编写的.

本书的概论和第6, 7, 8, 9章以及第15章由肖田元编写, 第1, 2, 3, 4, 5章由张燕云. 肖田元共同编写, 离散事件系统仿真篇即第10-14章由陈加栋编写. 全书由肖田元审阅, 熊光楞审定. 由于作者的水平有限, 恳请读者对书中的缺点和错误给予批评指正.