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第1章 相似理论1

1.1相似的基本理论1

1.1.1相似的基本概念1

1.1.2仿真系统和研究对象的内涵2

1.1.3仿真系统和研究对象的相似性3

1.1.4相似的性质6

1.2实物模型的相似理论9

1.2.1几何相似9

1.2.2运动学相似10

1.2.3动力学相似10

1.2.4量纲分析11

1.2.5实物模型相似原理13

1.2.6实物模型相似理论的应用举例20

1.3数学模型的相似理论22

1.3.1连续系统动力学的数学相似23

1.3.2离散系统动力学的数学相似25

1.3.3场的相似26

1.3.4概率、模糊集、粗糙集的数学规律相似27

1.3.5图的相似27

1.4简单系统的相似理论28

1.4.1系统的结构相似28

1.4.2系统功能、性能的相似29

1.4.3系统的人机界面的相似30

1.4.4系统的存在和演化的相似30

1.5复杂系统的相似理论30

1.5.1复杂系统的基本概念30

1.5.2复杂系统的主要特性及其相似31

参考文献36

第2章 仿真科学与技术的方法论38

2.1方法论概述38

2.1.1方法和方法论的基本概念38

2.1.2方法论在科学研究中的作用41

2.1.3方法和方法论的分类41

2.1.4方法论的发展历程44

2.2一般科学方法论47

2.2.1哲学方法论47

2.2.2思维方法论48

2.2.3心理学方法论48

2.2.4数学方法论49

2.2.5控制科学方法论49

2.2.6信息科学方法论50

2.2.7系统科学方法论50

2.3仿真方法论52

2.3.1仿真方法论的基本概念52

2.3.2仿真方法论的形成与发展54

2.3.3仿真方法论的研究范畴55

2.3.4仿真方法论的内容体系56

2.3.5仿真的全过程描述62

参考文献64

第3章 建模理论65

3.1模型的基本理论65

3.1.1多分辨率建模理论66

3.1.2模型的重用理论71

3.1.3模型的互操作理论74

3.1.4模型的校核、验证、确认理论76

3.2仿真模型的特性、功能及分类83

3.2.1仿真模型的特性83

3.2.2仿真模型的功能83

3.2.3仿真模型的分类84

3.3仿真建模基本原理84

3.3.1仿真建模的本质84

3.3.2仿真建模的基本步骤85

3.3.3仿真建模的基本原则86

3.4常见的建模理论87

3.4.1一般系统建模理论87

3.4.2变结构建模理论88

3.4.3混合异构层次化建模理论88

3.4.4多范式建模理论89

3.4.5柔性仿真建模理论89

3.4.6综合性建模理论94

3.5概念模型建模理论94

3.6数学模型建模理论95

3.7计算机模型建模理论96

3.8评估模型建模理论97

参考文献98

第4章 建模方法100

4.1理论建模方法100

4.1.1白箱建模法100

4.1.2机理分析法101

4.1.3模糊理论法102

4.1.4连续系统建模法103

4.1.5离散系统建模法104

4.1.6基于关系描述的建模方法105

4.1.7量纲分析法114

4.2实验建模方法115

4.2.1实验归纳法116

4.2.2实验辨识法116

4.3混合建模方法118

4.3.1灰箱建模法118

4.3.2分析-统计法119

4.3.3模糊辨识法120

4.4概念模型抽象表述方法121

4.4.1面向过程的抽象表述121

4.4.2面向结构的抽象表述123

4.4.3面向整体的抽象表述131

4.5计算机模型实现方法140

4.5.1计算机模型的概念和分类140

4.5.2并行计算机模型的实现方法141

4.5.3计算机模型的组织与管理方法143

4.5.4类库级计算机模型的实现144

4.5.5组件级计算机模型的实现146

参考文献151

第5章 仿真模型的算法152

5.1连续系统仿真模型的算法152

5.1.1连续系统仿真算法分类152

5.1.2高阶常微分方程数值解法152

5.2离散系统仿真模型算法157

5.2.1离散系统仿真模型157

5.2.2离散事件仿真模型的部件与结构158

5.2.3随机模型概述158

5.3随机变量的实现159

5.3.1概述159

5.3.2随机数发生器设计161

5.3.3随机变量实现的原理164

5.4优化算法169

5.4.1遗传算法169

5.4.2粒子群算法169

5.4.3神经网络算法170

5.4.4模拟退火算法170

5.4.5蚁群算法171

5.5定性仿真算法171

5.5.1定性仿真概论171

5.5.2定性线性代数方程及其求解方法171

5.5.3定性常微分方程及求解173

5.6并行仿真算法174

5.6.1并行算法的设计过程174

5.6.2并行计算模型176

5.6.3并行计算算法177

参考文献181

第6章 仿真系统理论182

6.1仿真系统基本概念182

6.1.1仿真系统的定义与分类182

6.1.2仿真系统体系结构185

6.1.3仿真系统全寿命管理理论188

6.2仿真系统基础理论188

6.2.1仿真系统超现实性理论188

6.2.2仿真运行时空一致性理论189

6.2.3实时仿真理论194

6.2.4分布式交互仿真理论196

6.3仿真系统的设计200

6.3.1仿真系统需求设计200

6.3.2仿真系统功能设计204

6.3.3仿真系统结构设计208

6.3.4仿真系统的实现215

参考文献217

第7章 支撑技术与工具219

7.1仿真模型构建支撑技术与工具219

7.1.1建模语言219

7.1.2模型库技术223

7.1.3建模支撑工具225

7.2仿真系统集成开发工具227

7.2.1 Arena228

7.2.2 MATLAB229

7.2.3 ExtendSim230

7.3仿真运行支撑技术与工具231

7.3.1并行与分布式仿真支撑技术与工具231

7.3.2仿真数据库支撑技术234

7.3.3仿真可视化支撑技术与工具236

7.4仿真系统标准与标准化243

7.4.1仿真系统标准、规范与规程244

7.4.2仿真系统标准化244

7.5仿真系统标准化发展过程245

7.6仿真系统标准体系247

7.6.1仿真系统标准的种类247

7.6.2仿真系统标准的级别247

7.6.3仿真系统标准的属性248

7.6.4仿真系统标准体系框架248

7.7仿真系统体系结构标准249

7.7.1 DIS体系结构249

7.7.2 ALSP体系结构250

7.7.3 HLA体系结构250

7.7.4 SBA系统体系结构252

7.7.5 TENA体系结构253

7.7.6仿真网格体系结构255

7.7.7基于仿真网格的SBA体系结构256

7.8仿真系统数据标准257

7.8.1 PDU258

7.8.2 OMT258

7.8.3 DIF259

7.9仿真系统VV&A标准260

参考文献261

第8章 仿真应用理论262

8.1仿真应用的可信性理论262

8.1.1仿真可信性的理论体系262

8.1.2仿真可信性基本理论263

8.1.3仿真可信性的影响因素分析269

8.1.4仿真可信性的控制方法273

8.2仿真试验技术274

8.2.1仿真试验技术概述274

8.2.2仿真试验设计方法277

8.2.3仿真试验的前期准备282

8.2.4仿真试验的组织实施284

8.2.5仿真试验数据的分析方法286

8.3仿真的可视化原理与方法291

8.3.1数据可视化概述291

8.3.2仿真可视化的基本概念293

8.3.3仿真可视化的原理296

8.3.4仿真可视化的方法299

8.3.5仿真可视化的应用304

8.4仿真数据综合分析和评估的理论与方法305

8.4.1概述305

8.4.2系统仿真数据分析方法308

8.4.3仿真试验综合分析系统310

8.4.4仿真结果评估理论与方法312

8.4.5综合评估的结果分析321

参考文献325