Simulation model design and execution

第1章概论 1

1.1引言 2

1.2仿真的类型 3

1.3仿真的应用 5

1.4仿真的层次 7

1.5仿真的作用与限制 11

1.5.1仿真的作用 11

1.5.2仿真的限制 12

1.6仿真的开发过程 13

1.7仿真模型设计 16

1.7.1基本概念 16

1.7.2仿真模型的开发过程 18

1.7.3仿真模型的设计原则 21

1.7.4模型设计的误区 23

1.7.5基本的模型设计方法 24

1.7.6仿真模型的设计方法 26

1.7.7仿真模型的工程化 27

1.8本书的组织 29

本章练习 30

本章研究实践 30

.本章相关阅读文献 33

第2章仿真技术基础 34

2.1仿真模型设计 35

2.1.1系统模型描述规范 35

2.1.2模型基本组成要素 37

2.1.3行为抽象 42

2.1.4描述抽象和功能抽象 44

2.1.5模型的简化 44

2.1.6蒙特卡罗仿真方法 46

2.2仿真模型执行 47

2.2.1时间片法 47

2.2.2基本事件调度法 48

2.2.3结构化的事件调度 49

2.3仿真中的概率统计模型 57

2.3.1概率统计基本概念 57

2.3.2常用概率分布 60

2.3.3分布假设与检验 67

2.4随机变量生成 74

2.4.1伪随机数 74

2.4.2伪随机数生成方法 75

2.4.3反变换法 77

2.4.4函数变换法 79

2.4.5拒绝法 80

2.5仿真结果分析 81

2.5.1终态仿真结果分析 82

2.5.2稳态仿真结果分析 83

本章练习 88

本章研究实践 91

本章相关阅读文献 91

本章相关软件 92

第3章仿真概念模型设计 94

3.1仿真概念模型 95

3.1.1仿真概念模型的定义 95

3.1.2仿真概念模型的组成 95

3.1.3仿真概念模型的评价 97

3.2仿真概念模型的开发 99

3.2.1仿真需求交互 99

3.2.2仿真概念模型的开发过程 99

3.2.3仿真需求和概念模型定义 101

3.2.4概念模型分解 101

3.2.5表示抽象 103

3.2.6仿真概念模型文档 104

3.3基于uml的仿真概念模型开发 104

3.3.1uml简介 105

3.3.2基于uml的概念模型的开发过程 106

3.3.3知识抽取 109

3.4使命空间概念模型 115

3.5dodaf 118

3.5.1作战视图 118

3.5.2系统视图 120

3.5.3技术视图 121

3.5.4dodaf标准架构开发过程 122

3.5.5作战视图开发 123

3.5.6系统视图开发 123

3.5.7技术视图开发 124

3.6sysml 124

3.6.1sysml语义 125

3.6.2sysml的图形表示 127

本章练习 135

本章工程实践 136

本章相关阅读文献 136

本章相关软件 137

第4章描述模型设计方法 138

4.1描述模型概述 139

4.2基于状态的模型设计 140

4.2.1有限状态自动机建模 140

4.2.2非确定状态自动机建模 151

4.2.3超状态 155

4.3基于事件的模型设计 157

4.3.1有限事件自动机建模 157

4.3.2关键帧动画 158

4.3.3增广事件图 160

4.4状态事件混合建模 162

4.4.1状态-事件图 162

4.4.2库存控制 163

4.5事件图建模 165

4.5.1事件图定义 165

4.5.2事件图建模 168

4.5.3事件图组合建模 171

4.6面向活动的模型设计 172

4.6.1实体流程图方法 173

4.6.2活动周期图方法 176

4.6.3面向活动的仿真算法 180

4.7petri网建模 184

4.7.1petri网的定义 185

4.7.2petri网仿真算法 188

4.7.3建模示例 191

4.8面向进程的模型设计 194

4.8.1slam仿真模型设计 194

4.8.2simscript仿真模型设计 196

4.8.3进程交互仿真算法 202

本章练习 204

本章工程实践 207

本章相关阅读文献 209

本章相关软件 210

第5章基于功能的建模 211

5.1综述 212

5.2模块图建模 213

5.2.1模块图建模概述 213

5.2.2模型结构 215

5.2.3模型调度算法 217

5.2.4模块图建模举例 220

5.2.5方法的问题与不足 225

5.3系统动力学 225

5.3.1概述 225

5.3.2模型的结构表示 226

5.3.3模型的仿真算法 232

5.3.4相关应用和示例 234

5.3.5方法的不足与发展趋势 239

5.4箱格模型 239

5.4.1箱格模型概述 239

5.4.2箱格建模 244

5.4.3箱格建模示例 248

5.4.4箱格建模小结 253

5.5贝叶斯网络 254

5.5.1贝叶斯网络概述 254

5.5.2贝叶斯网络的基本结构 255

5.5.3贝叶斯网络建模实例——功夫游戏 260

5.6影响图建模 263

5.6.1影响图建模概述 263

5.6.2影响图的模型表示 263

5.6.3影响图的建模过程 266

5.6.4影响图模型解算 268

5.6.5相关建模方法 273

5.6.6analytica建模软件 276

本章练习 281

本章工程实践 282

本章相关阅读文献 284

本章相关软件 284

第6章约束建模 287

6.1约束模型概述 288

6.2差分方程 289

6.2.1离散延迟 289

6.2.2fibonacci 增长 290

6.2.3循环队列的差分方程编码 291

6.2.4差分方程的规范形式 292

6.3微分方程 293

6.3.1微分方程算法 293

6.3.2捕食者与被捕食者生态模型 298

6.3.3弹道 300

6.3.4简谐振动 301

6.3.5混沌行为——lorenz系统 303

6.3.6时滞微分方程 303

6.4电路图 304

6.5bond graph 306

6.5.1bond graph的引入 306

6.5.2bond graph的基础 308

6.5.3bond graph的图元 309

6.5.4bond graph建模过程 315

6.5.5因果分析 319

6.5.6应用实例 322

6.6modelica 326

6.6.1微分方程模型 327

6.6.2modelica语言基础 335

6.6.3基于组件的modelica模型 340

本章练习 348

本章工程实践 349

本章相关阅读文献 351

本章相关软件 352


第7章空间建模 354

7.1空间建模概述 355

7.2元胞自动机 356

7.2.1元胞自动机概述 356

7.2.2生命游戏 357

7.2.3森林火灾模型 360

7.2.4格子气自动机 362

7.3基于agent建模 363

7.3.1 概述 363

7.3.2agent的基本概念 366

7.3.3smart框架 368

7.3.4agent建模过程 369

7.3.5agent环境和交互模式 372

7.3.6agent仿真模型设计 375

7.3.7agent建模示例——狼羊捕食模型 378

7.4l-system建模 382

7.4.1l-system建模概述 382

7.4.2上下文无关的l-system 383

7.4.3上下文相关的l-system 390

7.5电子表格建模 391

7.5.1电子表格建模概述 391

7.5.2电子表格空间划分方法与建模步骤 392

7.5.3电子表格建模的适用性 394

7.5.4电子表格建模实例——赶工问题 395

本章练习 398

本章研究实践 400

本章相关阅读文献 401

本章相关软件 401

第8章多层次抽象建模 404

8.1多层次抽象建模概述 405

8.2模型的聚集和分解 406

8.3模型的抽象和细化 407

8.4模型抽象的同态性 408

8.5系统的非连续性 412

8.6多方法建模的抽象和细化 413

8.7多方法建模实例和应用 415

8.7.1摆的相位空间 415

8.7.2双水壶系统 417

8.7.3工业控制 420

8.7.4加热水 421

8.7.5细化petri网 427

8.7.6柔性制造系统实例 431

8.8多分辨率建模 434

本章练习 436

本章工程实践 437

本章相关阅读文献 437

本章相关软件 438