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第1章 绪论1

1.1 引言1

1.2 系统、模型与仿真1

1.2.1 系统1

1.2.2 模型4

1.2.3 仿真5

1.3 系统仿真学科12

1.3.1 系统仿真学科的产生12

1.3.2 系统仿真学科的定义12

1.3.3 系统仿真学科的理论体系13

1.3.4 系统仿真的学科体系14

1.4.1 网络化仿真技术15

1.4 系统仿真技术研究与应用中值得关注的若干焦点［1］15

1.4.2 综合自然环境仿真技术［6-14］16

1.4.3 智能仿真系统［6,15-18］16

1.4.4 复杂系统／开放复杂巨系统的仿真技术［6,19-22］17

1.4.5 虚拟样机工程技术17

1.4.6 基于普适计算技术的普适仿真技术17

第2章 连续系统仿真18

2.1 引言18

2.2 连续系统常用的数学模型及其转换19

2.2.1 面向方程的模型19

2.2.2 面向结构图的模型20

2.2.3 模型转换22

2.3 数值积分法32

2.3.1 常用的几种数值积分法32

2.3.2 误差、收敛性与稳定性分析40

2.3.3 数值积分法的选择与计算步长的确定43

2.4 离散相似法50

2.4.1 离散相似法的基本原理50

2.4.2 保持器的类型50

2.4.3 离散相似法的步骤52

2.4.4 离散相似法的精度与稳定性53

2.4.5 用数字补偿器提高离散相似法的精度和稳定性54

2.5 转移矩阵法（时域离散相似法）54

2.5.1 系统的离散状态空间模型54

2.5.2 典型环节的离散状态空间模型57

2.5.3 矩阵指数的计算58

2.6 增广矩阵法61

2.6.1 增广矩阵法的基本思想61

2.6.2 典型输入作用下的增广矩阵62

2.7 置换法64

2.7.1 图斯汀置换法的推导64

2.7.2 性质66

2.8 根匹配法66

2.9 时域矩阵法69

2.10 仿真算法的几个问题72

2.10.1 病态方程的仿真算法72

2.10.2 实时仿真算法72

2.10.3 仿真算法的选择与比较74

2.11 基于数值积分法（面向方程）的连续系统仿真75

2.11.1 系统的数学模型75

2.11.2 系统的仿真模型75

2.12.1 系统的数学模型76

2.12 基于离散相似法（面向结构图）的连续系统仿真76

2.11.3 仿真程序的开发76

2.12.2 系统的仿真模型77

2.12.3 编程技巧问题77

第3章 采样控制系统仿真80

3.1 引言80

3.1.1 采样控制系统的组成80

3.1.2 采样控制系统的特点80

3.1.3 采样控制系统的仿真方法81

3.2 采样控制系统仿真的一般方法81

3.2.1 T=Ts仿真法81

3.2.2 T=Ts/M仿真法83

3.2.3 数字控制器采样周期的调整与脉冲传递函数的修正85

3.2.4 纯延迟环节的仿真86

3.3 采样控制系统仿真示例87

第4章 离散事件系统仿真90

4.1 引言90

4.1.1 离散事件系统仿真的基本概念（术语）90

4.1.2 离散事件系统仿真的一般步骤93

4.2 离散事件系统的仿真策略94

4.2.1 事件调度法95

4.2.2 活动扫描法96

4.2.3 三段扫描法98

4.2.4 进程交互法99

4.2.5 小结101

4.3 离散事件系统仿真举例102

4.3.1 单服务台排队系统102

4.3.2 机器修理车间仿真104

5.1 面向对象技术概述108

5.1.1 面向对象概念108

第5章 面向对象仿真108

5.1.2 面向对象分析110

5.1.3 面向对象设计110

5.2 面向对象建模111

5.2.1 面向对象建模技术111

5.2.2 面向对象建模的一般过程114

5.3 面向对象仿真116

5.3.1 面向对象仿真技术116

5.3.2 面向对象仿真的优点119

5.3.3 面向对象仿真的基本内容120

5.3.4 面向对象仿真软件122

5.4.1 环境对象数据模型123

5.4 面向对象建模与仿真实例——虚拟战场环境建模与仿真123

5.4.2 面向对象的虚拟战场环境建模124

5.4.3 面向对象的虚拟战场环境仿真实现126

第6章 定性仿真130

6.1 定性仿真综述130

6.1.1 产生和发展130

6.1.2 理论派别131

6.1.3 应用与发展方向131

6.2 Kuipers定性仿真方法132

6.2.1 引言132

6.2.2 Kuipers定性仿真原理133

6.2.3 基本概念133

6.2.4 约束的定义134

6.2.6 定性描绘图135

6.2.5 定性状态转换规则135

6.2.7 QSIM算法136

6.3 Kuipers定性仿真示例137

6.3.1 系统描述137

6.3.2 系统结构的定性描述137

6.3.3 系统状态的定性知识138

6.3.4 系统的初始状态139

6.3.5 系统行为的预测139

6.4 定性定量仿真简介140

6.4.1 问题的提出140

6.4.2 定性定量仿真的好处140

6.4.3 定性定量仿真的研究方向140

6.4.4 定性定量仿真的方法141

第7章 半实物仿真142

7.1 半实物仿真概述142

7.1.1 半实物仿真技术142

7.1.2 半实物仿真系统143

7.2 视景仿真技术146

7.2.1 三维建模技术147

7.2.2 真实感三维图形生成技术148

7.2.3 动画生成技术149

7.2.4 实时视景生成和显示技术149

7.3 运动特性仿真技术151

7.3.1 运动控制系统技术151

7.3.2 运动仿真系统技术151

7.4.1 随动负载特性仿真技术153

7.4 力与力矩特性仿真技术153

7.4.2 力反馈／触觉技术154

7.4.3 压力仿真技术154

7.5 目标与环境特性仿真技术155

7.5.1 可见光图像目标仿真技术155

7.5.2 激光目标特性仿真技术158

7.5.3 红外成像目标半实物仿真技术162

7.5.4 雷达目标半实物仿真技术166

第8章 分布交互仿真168

8.1 概述168

8.1.1 分布交互仿真的产生168

8.1.2 分布交互仿真的发展168

8.1.3 分布交互仿真的分类171

8.2.1 DIS体系结构172

8.2 体系结构172

8.2.2 HLA体系结构174

8.8.3 两种体系结构的互连176

8.3 信息交换标准177

8.3.1 引言177

8.3.2 DIS协议177

8.3.3 HLA标准180

8.4 DR（Dead reckoning）算法184

8.4.1 DR算法描述184

8.4.2 推算定位模型（DRM）表示法184

8.4.3 推算定位公式185

8.4.4 DR算法的执行过程186

8.5.2 同步方法分类187

8.5.3 硬件同步187

8.5 时钟同步187

8.5.1 时钟同步的概念187

8.5.4 软件同步方法188

8.6 计算机生成兵力190

8.6.1 引言190

8.6.2 CGF系统组成与工作过程191

8.6.3 CGF行为仿真192

8.7 仿真管理技术193

8.7.1 引言193

8.7.2 分布交互仿真管理的主要内容194

9.1.1 问题的提出196

9.1.2 仿真可信度研究的发展状况196

9.1 概述196

第9章 模型与仿真的VV A及可信度评估196

9.1.3 仿真可信度研究中的关键问题197

9.2 模型与仿真的VV A198

9.2.1 VV A的概念198

9.2.2 有关人员及其职责198

9.2.3 VV A的基本原则199

9.2.4 VV A的工作过程199

9.2.5 模型文档201

9.3 模型校核方法202

9.4 模型验证方法203

9.4.1 可用于模型验证的软件验证方法203

9.4.2 模型验证的常用方法介绍205

9.5 仿真可信度213

9.5.1 仿真逼真度的概念213

9.5.2 仿真可信度的概念214

9.5.3 仿真可信度与VV A的关系215

9.6 分布交互仿真可信度216

9.6.1 引言216

9.6.2 分布交互仿真系统可信度分析的技术途径217

第10章 系统仿真试验219

10.1 引言219

10.2 仿真试验基础220

10.2.1 基本术语220

10.2.2 仿真试验步骤221

10.2.3 仿真试验设计的条件222

10.2.4 仿真试验设计的作用222

10.3 仿真试验设计方法222

10.3.1 全面试验法222

10.3.2 坐标轮换法（多次单因素试验法）223

10.3.3 正交试验设计法223

10.3.4 均匀试验设计法224

10.4 仿真试验数据分析225

10.4.1 输入数据分析［50］225

10.4.2 输出数据分析226

10.5 提高仿真精度的方差缩减技术236

10.5.1 公用随机数法236

10.5.2 对偶变量法237

10.5.3 重要采样法238

10.5.4 相关采样法238

10.5.5 控制变量法238

10.6 试验设计最优化239

附录1 拉普拉斯变换和Z变换241

附录2 习题与思考题247

附录3 仿真实验256

参考文献259