1、第一章 概 述第一節(jié) 仿真第二節(jié) 控制系統(tǒng)CAD與數(shù)字仿真軟件第三節(jié) 仿真技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展第一節(jié) 仿 真1.1 1.1 系統(tǒng)仿真基本概念系統(tǒng)仿真基本概念仿真：仿真：利用仿真模型代替實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與研究的方法利用仿真模型代替實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與研究的方法仿真模型：仿真模型：對(duì)所研究的對(duì)象某些方面進(jìn)行抽象概括的裝置對(duì)所研究的對(duì)象某些方面進(jìn)行抽象概括的裝置仿真原則：仿真原則：相似性原則相似性原則物理仿真；數(shù)學(xué)仿真物理仿真；數(shù)學(xué)仿真仿真分類：仿真分類：1.2 1.2 數(shù)學(xué)仿真數(shù)學(xué)仿真數(shù)學(xué)仿真分類：數(shù)學(xué)仿真分類：模擬仿真與數(shù)字仿真模擬仿真與數(shù)字仿真數(shù)學(xué)仿真要素：數(shù)學(xué)仿真要素：系統(tǒng)系統(tǒng)研究的對(duì)象研究的對(duì)象

2、模型模型系統(tǒng)的抽象系統(tǒng)的抽象計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)工具與手段工具與手段系統(tǒng)系統(tǒng)模型計(jì)算機(jī)建立數(shù)學(xué)模型建立數(shù)學(xué)模型建立仿真模型建立仿真模型仿真實(shí)驗(yàn)仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析結(jié)果分析數(shù)學(xué)仿真過(guò)程：數(shù)學(xué)仿真過(guò)程：辨識(shí)實(shí)際系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型辨識(shí)實(shí)際系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型建立仿真模型建立仿真模型編制仿真程序編制仿真程序仿真實(shí)驗(yàn)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證是否正確驗(yàn)證是否正確是是否否返回第二節(jié) 控制系統(tǒng)CAD與數(shù)字仿真軟件1.1 1.1 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)CADCADCAD：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)組成：組成：應(yīng)用軟件、計(jì)算機(jī)、外圍設(shè)備及設(shè)計(jì)者應(yīng)用軟件、計(jì)算機(jī)、外圍設(shè)備及設(shè)計(jì)者控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)CAD的主要內(nèi)容的主要內(nèi)容：頻域法、時(shí)域法頻域法、時(shí)域法1

3、.2 數(shù)字仿真軟件 程序編程階段程序編程階段 所有問(wèn)題（如：微分方程求解、矩陣運(yùn)算、繪圖等）所有問(wèn)題（如：微分方程求解、矩陣運(yùn)算、繪圖等）都是用高級(jí)算法語(yǔ)言都是用高級(jí)算法語(yǔ)言（如（如C、FORTRAN等）等）來(lái)編來(lái)編寫。寫。 程序軟件包階段：出現(xiàn)了程序軟件包階段：出現(xiàn)了“應(yīng)用子程序庫(kù)應(yīng)用子程序庫(kù)”。 交互式語(yǔ)言階段（仿真語(yǔ)言）交互式語(yǔ)言階段（仿真語(yǔ)言） 仿真語(yǔ)言可用一條指令實(shí)現(xiàn)某種功能，如仿真語(yǔ)言可用一條指令實(shí)現(xiàn)某種功能，如“系統(tǒng)特系統(tǒng)特征值的求解征值的求解”，使用人員不必考慮什么算法，以及，使用人員不必考慮什么算法，以及如何實(shí)現(xiàn)等低級(jí)問(wèn)題。如何實(shí)現(xiàn)等低級(jí)問(wèn)題。 模型化圖形組態(tài)階段：符合設(shè)計(jì)人

4、員對(duì)基于模型圖模型化圖形組態(tài)階段：符合設(shè)計(jì)人員對(duì)基于模型圖形化的描述形化的描述仿真軟件的發(fā)展：仿真軟件的發(fā)展：MATLAB和SIMULINK返回 70年代中期，Cleve Moler 和他的同事在美國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金的資助下開發(fā)了LINPACK和EISPACK的Fortran子程序庫(kù)。70年代末期他編寫了LINPACK和EISPACK的接口程序，這程序取名為MATLAB。 1983年春天，工程師John Little 覺(jué)察到MATLAB的潛在應(yīng)用天地是工程領(lǐng)域，他與Moler、Steve Bangert 一起開發(fā)了第二代專業(yè)版MATLAB。 1984年，MathWorks 公司成立，MATLA

5、B正式推向市場(chǎng)。第三節(jié) 仿真技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展1.1 1.1 仿真技術(shù)的應(yīng)用仿真技術(shù)的應(yīng)用 航空與航天工業(yè)：飛行員及宇航員訓(xùn)練用飛行航空與航天工業(yè)：飛行員及宇航員訓(xùn)練用飛行仿真模擬器仿真模擬器 電力工業(yè)：電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型實(shí)驗(yàn)電力工業(yè)：電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型實(shí)驗(yàn) 原子能工業(yè)：模擬核反應(yīng)堆原子能工業(yè)：模擬核反應(yīng)堆 石油、化工及冶金工業(yè)石油、化工及冶金工業(yè) 非工程領(lǐng)域：醫(yī)學(xué)、社會(huì)學(xué)、宏觀經(jīng)濟(jì)與商業(yè)非工程領(lǐng)域：醫(yī)學(xué)、社會(huì)學(xué)、宏觀經(jīng)濟(jì)與商業(yè)策略的研究策略的研究1. 2 1. 2 仿真技術(shù)的發(fā)展仿真技術(shù)的發(fā)展 硬件方面：基于多硬件方面：基于多CPU并行處理技術(shù)的全數(shù)字并行處理技術(shù)的全數(shù)字仿真仿真 應(yīng)用軟件方面：直接面向用戶的數(shù)字仿真軟件應(yīng)用軟件方面：直接面向用戶的數(shù)字仿真軟件不斷推陳出新，各種專家系統(tǒng)與智能化