仿真模型设计与执行

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

3.3.1 UML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

3.5 DoDAF118

3.5.1 作战视图118

3.5.2 系统视图120

3.5.3 技术视图121

3.5.4 DoDAF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

3.6 SysML124

3.6.1 SysML语义125

3.6.2 SysML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

4.7 Petri网建模184

4.7.1 Petri网的定义185

4.7.2 Petri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

4.8.1 SLAM仿真模型设计194

4.8.2 SIMSCRIPT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

……

第6章 约束建模 287

第7章 空间建模 354

第8章 多层次抽象建模 404

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

模型是仿真的核心，是仿真试验工作开展的基础，也是仿真应用成功的关键，所以仿真模型设计与执行是系统仿真技术的一个非常重要的研究领域。《仿真模型设计与执行》较系统地介绍了系统建模与仿真的概念、仿真模型设计的原则、方法及应用，突出对仿真模型设计、相关算法和应用的阐述，是关于仿真模型设计与执行的一本内容比较全面的教材。书中各章均附有习题、工程实践和阅读文献，可以满足教学或个人自学的需要。
《仿真模型设计与执行》可作为系统工程、自动化及其他相近专业的研究生教材，也可供从事系统仿真工作的工程技术人员和管理人员作为参考书使用。