图书前言

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1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。