1-4 计算机仿真软件
ansys教程仿真培训,实战教学,品质保障
ansys教程仿真培训，实战教学，品质保障一：欢迎参加ANSYS仿真培训课程！本文档将详细介绍ANSYS的基础知识、实战教学和品质保障，您快速掌握仿真技术。
1. ANSYS概述1.1 ANSYS简介1.2 仿真技术的应用领域1.3 ANSYS的特点和优势2. ANSYS基础知识2.1 界面介绍2.2 建模与网格划分2.3 物理场设置2.4 材料属性定义2.5 荷载和边界条件设定2.6 解算设置3. ANSYS实战教学3.1 结构分析实战教学3.1.1 静力学分析3.1.2 动力学分析3.2 流体分析实战教学3.2.1 流体力学分析3.2.2 热传导分析4. ANSYS品质保障4.1 仿真结果验证方法4.2 误差分析和结果解读4.3 建模技巧和准确性控制4.4 ANSYS软件版本更新和技术支持附件：- 相关案例文件- 课程演示视频法律名词及注释：1. ANSYS：ANSYS是一种通用有限元分析软件，用于求解结构、流体、热传导和电磁场等物理问题。
2. 仿真技术：通过计算机建立数学模型，对真实系统进行模拟和分析的技术方法。
3. 结构分析：对固体结构的应力、变形和振动等进行数值计算和仿真分析的过程。
4. 流体力学：研究流体力学基本方程的推导和数值求解方法，涉及流体的运动、压力和速度分布等问题。
5. 热传导分析：以热传导方程为基础，研究物体内部温度分布和热传导过程的数值模拟方法。
二：欢迎参加ANSYS仿真培训课程！本文档将详细介绍ANSYS的教学内容、实战案例和品质保障，您快速掌握仿真技术。
1. ANSYS教学内容1.1 ANSYS基础知识1.1.1 ANSYS介绍1.1.2 仿真技术应用领域1.2 ANSYS软件界面和工具介绍1.3 ANSYS建模和网格划分技术1.4 ANSYS物理场和边界条件设定1.5 ANSYS解算设置和结果分析2. ANSYS实战案例分析2.1 结构分析实战案例2.1.1 静力学分析案例2.1.2 动力学分析案例2.2 流体分析实战案例2.2.1 流体力学分析案例2.2.2 热传导分析案例3. ANSYS品质保障3.1 仿真结果验证方法3.2 误差分析和结果解读3.3 建模技巧和准确性控制3.4 ANSYS软件版本更新和技术支持附件：- 相关教学资料和案例文件- 课程演示视频法律名词及注释：1. ANSYS：一种基于有限元分析的计算机仿真软件，用于进行结构、流体和热传导等物理场分析。
Multisim在单片机系统仿真中的应用
Multisim在单片机系统仿真中的应用张铮【摘要】介绍Multisim嵌入MCU Module协同仿真系统后,与同类软件如Keil, Proteus相比在单片机系统仿真中的优越性.以两个具体的应用实例,阐述利用该软件进行单片机系统仿真的具体方法,并利用其高级调试功能验证仿真结果的正确性,说明利用该软件进行单片机系统设计的可行性.对于嵌入式系统开发和教学具有一定的指导意义.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2008(031)010【总页数】4页(P174-176,179)【关键词】Multisim;MCU Module;协同仿真;Keil;Proteus【作者】张铮【作者单位】浙江科技学院信息与电子工程学院浙江杭州,310023【正文语种】中文【中图分类】TP368.1;TP391.9目前，为降低单片机系统开发成本，提高开发效率，在进行单片机系统软硬件测试时，往往并不直接采用电路板制作和元器件安装、焊接、调试的方法，而是采用专用的计算机仿真软件进行测试[1]。
而单片机系统仿真工具又以Keil和Proteus应用最为广泛。
Keil是美国Keil Software公司开发的，目前世界上最好的单片机开发工具之一。
他支持汇编语言、C语言以及混合编程，其软件仿真功能可以在无需硬件支持的条件下，详细测试程序运行情况[2]；然而其电路仿真功能则要受到很多限制，如，需要借助第三方开发的动态DLL进行计算机模拟[3]，或者需要价格相对昂贵的硬件仿真器MONITOR-51的支持[4]。
Proteus是英国Labcenter公司开发的电路分析和仿真软件[2]，能够对11个大类百余种微处理器进行CPU及外围电路的仿真，但在进行仿真调试时只能进行硬件改动，而不能直观地了解程序运行情况[5]。
由此可见，虽然这2种软件各自都可以进行单片机系统仿真，但受到的限制也比较多，针对这种情况，目前更为常用的仿真办法是将Keil和Proteus结合在一起进行单片机系统的联合仿真。
FX系列PLC仿真软件软件应用手册
FX系列PLC仿真软件软件应用手册贵州省水利电力学校电气工程系目录1. PLC计算机仿真软件 (3)1.1 仿真软件界面和使用方法介绍 (3)1.1.1仿真界面 (3)1.1.2 编程界面 (4)1.1.3显示操作界面 (4)1.1.4 编制程序和仿真调试 (5)1.2 PLC编程要点和基本原则 (7)2.仿真练习 (12)2.1基本控制程序编程仿真练习 (13)2.2应用程序编程仿真练习 (13)2.3步进顺控指令编程仿真练习 (14)3. 控制程序设计训练 (16)1. PLC计算机仿真软件FX系列PLC可用“FX-TRN-BEG-C”仿真软件进行仿真运行。
该软件既能够编制梯形图程序，也能够将梯形图程序转换成指令语句表程序，模拟写出到PLC主机，并模拟仿真PLC控制现场机械设备运行。
使用“FX-TRN-BEG-C”仿真软件，须将显示器象素调整为1024*768，如果显示器象素较低，则无法运行该软件。
1.1 仿真软件界面和使用方法介绍启动“FX-TRN-BEG-C”仿真软件，进入仿真软件首页。
图2-1 仿真编程界面编程仿真界面的上半部分为仿真界面，下半部分为编程和显示操作界面。
1.1.1仿真界面编程仿真界面的上半部分，左起依次为远程控制画面、培训辅导画面和现场工艺仿真画面。
点击远程控制画面的教师图像，可关闭或打开培训辅导画面。
仿真界面“编辑”菜单下的I/O清单选项，显示该练习项目的现场工艺过程和工艺条件的I/O配置说明。
对每个练习项目的I/O配置说明，需仔细阅读，正确运用。
远程控制画面的功能按钮，自上而下依次为：“梯形图编辑”-------将仿真状态转为编程状态，可以开始编程；“PLC写入” --------将转换完成的用户程序，写入模拟的PLC主机。
PLC写入后，方可进行仿真操作，此时不可编程；“复位” -----------将仿真运行的程序停止复位到初始状态；“正俯侧” -----选择现场工艺仿真画面的视图方向；“＜＞” ---------选择基础知识的上一画面和下一画面；“主要” -----------返回程序首页；“编程/运行”显示窗---显示编程界面当前状态。
FX仿真软件使用手册
F X仿真软件使用手册(总14页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--PLC是“Programmable Logic Controller（可编程序逻辑控制器）”的英文缩写，是采用微电脑技术制造的自动控制设备。
它以顺序控制为主，回路调节为辅，能完成逻辑判断、定时、记忆和算术运算等功能。
与传统的继电器控制相比，PLC控制具有控制速度快、可靠性高、灵活性强、硬件接线简单、改变工艺方便等优点。
PLC的基本构成见图1-1,简要说明如下：1. 中央处理器CPU 起运算控制作用，指挥协调整机运行。
2. 存储器ROM RAM 存放程序和数据(1) 系统程序存储器ROM 存放生产厂家写入的系统程序，用户不可更改。
(2) 随机读写存储器RAM 存放随机变化的数据。
(3) 用户程序存储器EPROM或E2PROM 存放用户编写的用户程序。
3. 通信接口与计算机、编程器等设备通信，实现程序读写、监控、联网等功能。
4. 电源利用开关电源将AC220V转变成DC5V供给芯片；DC12V供给输出继电器；DC24V供给输入端传感器。
另有锂电池做为备份电源。
5. 输入接口IN 将外部开关或传感器的信号传递给PLC。
6. 输出接口OUT 将PLC的控制信号输出到接触器、电磁阀线圈等外部执行部件。
作为一般技术人员，对于上述构成，主要关心的是输入输出接口。
输入输出接口的详细情况，见第9页§的有关介绍和图2-3 PLC输入输出接口电路示意图。
随着PLC技术的发展，其功能越来越多，集成度越来越高，网络功能越来越强，PLC与PC机联网形成的PLC及其网络技术广泛地应用到工业自动化控制之中，PLC集三电与一体，具有良好的控制精度和高可靠性，使得PLC成为现代工业自动化的支柱。
PLC的生产厂家和型号、种类繁多，不同型号自成体系，有不同的程序语言和使用方法，但是编程指导思想和模式是相同的,其编程和调试步骤如下：1. 设计I/O接线图根据现场输入条件和程序运行结果等生产工艺要求，设计PLC的外围元件接线图，作为现场接线的依据，也作为PLC程序设计的重要依据。
基于旋转电机专家模块RMxprt的电机学课程教学探讨
基于旋转电机专家模块RMxprt的电机学课程教学探讨夏永洪;陈瑛;肖倩华;杨莉【摘要】为了更好地讲授电机学课程，利用计算机辅助软件是教师进行教学的一种常用而又行之有效的教学手段。
针对Ansoft软件的旋转电机专家模块RMxprt 在电机学课程中的辅助教学进行探讨，阐述了RMxprt模块的建模方法，以同步电机为例，直观地展示了电机结构、绕组排列、气隙磁密、磁场分布、电动势波形以及绕组电流波形，为学生更好地学习和掌握同步电机起到了良好的辅助教学作用。
%In order to teach the course of electric machinery better, using the computer aided software is a kind of common and effective teaching methods. The rotating machine experts RMxprt of Ansoft software is applied for the aided teaching of the electric machinery course, and the modeling method is described. For the synchronous machine, the machine structure, winding layout, air gap lfux density, magnetic ifeld distribution, EMF waveform and armature winding current waveform are displayed clearly, which play a good auxiliary teaching role to learn and master the synchronous machine better for the students.【期刊名称】《中国现代教育装备》【年(卷),期】2016(000)011【总页数】3页(P45-47)【关键词】电机学;RMxprt;教学探讨【作者】夏永洪;陈瑛;肖倩华;杨莉【作者单位】南昌大学信息工程学院江西南昌 330031;南昌大学信息工程学院江西南昌 330031;南昌大学信息工程学院江西南昌 330031;南昌大学信息工程学院江西南昌 330031【正文语种】中文电机学课程是电气工程及其自动化专业的一门重要课程，同时也是大多数学生认为难度较大的一门课程。
《计算机仿真教案》课件
《计算机仿真教案》PPT课件第一章：计算机仿真概述1.1 计算机仿真的概念解释计算机仿真的定义强调计算机仿真在科学研究和工程设计中的重要性1.2 计算机仿真的分类介绍连续系统仿真和离散系统仿真的区别列举常见的计算机仿真方法和技术1.3 计算机仿真的应用领域概述计算机仿真在各个领域的应用实例强调计算机仿真在现代社会中的广泛应用第二章：计算机仿真原理2.1 计算机仿真的基本原理解释计算机仿真的基本原理和方法强调计算机仿真需要基于数学模型和算法2.2 计算机仿真的建模方法介绍常见的建模方法，如机理建模、统计建模和机器学习建模强调建模方法的选择和验证的重要性2.3 计算机仿真的求解方法介绍常见的求解方法，如数值求解、符号求解和优化求解强调求解方法的选择和收敛性的考虑第三章：计算机仿真工具3.1 计算机仿真软件介绍概述常用的计算机仿真软件，如MATLAB/Simulink、Ansys和SolidWorks等强调仿真软件的功能和适用领域3.2 计算机仿真软件的使用方法介绍如何使用计算机仿真软件进行仿真的基本步骤强调仿真软件的操作技巧和注意事项3.3 计算机仿真软件的选用原则讨论如何选择合适的计算机仿真软件强调根据实际需求和预算进行合理选择第四章：计算机仿真实验4.1 计算机仿真实验的设计介绍如何设计和规划计算机仿真实验强调实验设计的合理性和可行性4.2 计算机仿真实验的执行介绍如何执行计算机仿真实验强调实验过程中数据的采集和记录的重要性4.3 计算机仿真实验的结果分析介绍如何分析计算机仿真实验的结果强调结果分析的准确性和可靠性第五章：计算机仿真的评估与优化5.1 计算机仿真的评估方法介绍常见的计算机仿真评估方法，如误差评估、效率评估和可信度评估强调评估方法的选择和实施的重要性5.2 计算机仿真的优化方法介绍常见的计算机仿真优化方法，如参数优化、结构优化和算法优化强调优化方法的选择和实施的有效性5.3 计算机仿真的改进与提升讨论如何根据评估和优化结果改进和提升计算机仿真强调持续改进和更新仿真模型的重要性第六章：计算机仿真的可视化6.1 仿真可视化的概念与意义解释仿真可视化在计算机仿真中的作用强调可视化对于理解和分析仿真结果的重要性6.2 可视化工具与技术介绍常用的仿真可视化工具，如Paraview、Maya和Unity等强调不同工具适用于不同类型的仿真数据6.3 可视化应用案例分析通过案例展示如何将可视化应用于仿真数据的展示和分析强调可视化在帮助决策和优化过程中的作用第七章：计算机仿真的并行计算7.1 并行计算基础介绍并行计算的基本概念和原理强调并行计算在提高仿真效率方面的作用7.2 并行仿真方法介绍并行仿真的常见方法和实现策略强调在不同场景下选择合适的并行仿真方法的重要性7.3 并行仿真工具与平台介绍常用的并行仿真工具和平台，如OpenFOAM和ParaView的并行计算功能强调并行仿真工具的选择和配置的重要性第八章：计算机仿真的不确定性分析8.1 不确定性分析的基本概念解释不确定性分析在计算机仿真中的重要性强调不确定性来源和影响因素的识别8.2 不确定性分析的方法介绍常见的不确定性分析方法，如蒙特卡洛模拟和敏感性分析强调不同方法的应用场景和优缺点8.3 不确定性分析的应用案例通过案例展示如何进行不确定性分析并指导仿真的改进强调不确定性分析在提高仿真可靠性和准确性的作用第九章：计算机仿真的验证与验证9.1 验证和验证的基本概念解释验证和验证在计算机仿真中的重要性强调验证和验证对于确保仿真准确性的作用9.2 验证和验证的方法介绍常见的验证和验证方法，如实验验证、理论验证和同行评审强调不同方法的选择和实施的重要性9.3 验证和验证的应用案例通过案例展示如何进行验证和验证并提高仿真的可信度强调验证和验证在仿真研究和应用中的关键作用第十章：计算机仿真的未来发展趋势10.1 新兴技术对计算机仿真影响讨论新兴技术如、大数据和物联网对计算机仿真的影响强调技术发展对仿真方法和工具的推动作用10.2 计算机仿真的跨学科应用概述计算机仿真在跨学科领域中的应用前景强调跨学科合作对仿真研究和应用的重要性10.3 计算机仿真的挑战与机遇讨论计算机仿真面临的挑战和机遇强调持续学习和发展以应对未来仿真领域的变化重点和难点解析一、计算机仿真的概念与分类：理解计算机仿真的定义及其在不同类型系统中的应用是学习仿真的基础。
EWB仿真软件在高职《电子电工技术》教学中的应用探讨
《电子电工技术》是高职电气类专业的重要课程，该课程对学生的意义重大，提高该课程的教学质量能够有效提升学生的整体学习成绩。
因此，在实际的教学过程中，《电子电工技术》课程教师要明白该课程对学生的重要性，采用合适的教学方法开展课程教学，有效提升该课程的教学质量，提升学生整体学习成绩。
1 EWB仿真软件概述EWB仿真软件是一种计算机软件，该软件的作用是为《电子电工技术》教师营造一个良好的虚拟实验环境，教师使用该软件能够进入虚拟实验室，设计试验并构建电子试验平台，从而能够带领学生完成《电子电工教师》课本上的实验项目。
学生通过教师的指导进行试验，能够获得课本以及课本以外的电子电工知识。
EWB计算机仿真软件具有两个特点，分别介绍如下：第一，EWB仿真软件操作简单，得出的试验数据直观有效。
EWB计算机软件运用了直观的图形操作界面，教师使用该软进行快速、简单的连接，就能够完成对试验原理图的设计并进行电路仿真试验，从而能够完成电路设计和测试。
第二，EWB仿真软件的电路元件、仪器设备齐全。
EWB计算机仿真软件上具有十分丰富的电路元件和仪器设备，这些设备和元件包含了模拟电路、数字电路等，《电子电工技术》课本上所介绍和试验所需要的元件和仪器，EWB软件上都有。
因此，教师合理运用该软件能够有效推动《电子电工技术》教学活动的高效开展。
2 EWB仿真软件在高职《电子电工技术》教学中的重要作用EWB计算机仿真软件在《电子电工技术》教学中的作用重大，主要体现在以下三个方面：首先，使用EWB仿真软件开展教学突破了时间和空间的限制。
传统实验的时间和空间非常有限，教师需要在规定的场所和规定的时间里完成所有实验内容，因此无法保证实验的完成质量。
将EWB软件应用到《电子电工技术》教学中后，教师能够利用丰富的电路元件和仪器设备指导学生开展实验，学生使用该软件，可以在任何时间和任何地点完成试验，同时还能使用计算机精确分析实验结果。
通过种方式，能够有效提高实验的效率和试验结果的准确性，还能培养学生的创新思维。
计算机仿真课程设计
计算机仿真 课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解计算机仿真的基本概念，掌握仿真模型构建的基本原理。
2. 学生能掌握至少一种计算机仿真软件的使用，并运用该软件完成特定场景的仿真实验。
3. 学生能运用所学的计算机仿真知识，分析并解决实际问题。
技能目标：1. 学生能运用计算机仿真技术进行实验设计和数据分析。
2. 学生具备一定的编程能力，能通过编程实现简单的仿真模型。
3. 学生能够通过小组合作，共同完成一个综合性的计算机仿真项目。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到计算机仿真的实用价值，培养对科学研究的兴趣和热情。
2. 学生在课程学习中，养成合作、探究、创新的学习习惯。
3. 学生能够遵循学术道德，尊重他人成果，培养诚信意识和责任感。
课程性质：本课程为选修课，旨在提高学生的实践操作能力和创新思维。
学生特点：学生处于高年级阶段，具备一定的计算机操作能力和编程基础。
教学要求：结合课本内容，注重实践操作，提高学生的实际应用能力。
在教学过程中，注重引导学生主动探究，培养学生的团队合作精神和创新能力。
课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 计算机仿真基本概念：仿真模型的构建、仿真算法的选择、仿真结果的分析等。
2. 计算机仿真软件应用：介绍至少一种仿真软件（如MATLAB/Simulink、AnyLogic等）的基本操作和常用功能。
3. 编程实现仿真模型：结合Python、C++等编程语言，实现简单的仿真模型。
4. 实际案例分析与讨论：分析计算机仿真在工程、科研等领域的应用案例，探讨仿真技术的实际价值。
5. 小组项目实践：分组进行计算机仿真项目设计，包括项目选题、模型构建、编程实现、结果分析等环节。
教学内容安排和进度：第一周：计算机仿真基本概念及仿真软件介绍。
第二周：编程语言基础及简单仿真模型编程实现。
第三周：实际案例分析，讨论仿真技术在各领域的应用。
第四周：小组项目实践，指导学生进行项目选题和模型构建。
stk在计算机仿真中的应用
stk在计算机仿真中的应用概述计算机仿真是一种通过计算机模型来模拟和预测现实世界的方法。
它可以应用于各个领域，如物理、化学、生物、工程等，以实现对系统行为的深入理解和预测。
在计算机仿真中，STK（Systems Tool Kit）是一款广泛应用的软件工具，它提供了一套强大的功能和工具，用于分析和仿真地球、空间和大气等系统的行为。
本文将介绍STK在计算机仿真中的应用。
地球系统仿真STK可以模拟地球系统的行为，包括地球自转、公转、地心引力等因素的影响。
它可以准确地计算卫星的轨道、飞行器的航迹等，并可可视化地展示它们在地球上的运动轨迹。
通过STK的地球系统仿真功能，用户可以实时监测卫星的位置、轨道的变化等信息，帮助决策者做出更加准确的决策。
空间系统仿真STK还可用于模拟和分析空间系统的行为，包括卫星、空间飞行器等。
它可以模拟卫星的轨道、姿态、传感器性能等，并可根据用户设置的参数进行精确计算。
通过STK的空间系统仿真功能，用户可以评估卫星的通信性能、观测能力等，并根据仿真结果进行系统设计和优化。
导航系统仿真STK还可用于模拟和分析导航系统的性能。
在导航系统中，精确的定位和导航是至关重要的。
STK可以模拟卫星导航系统（如GPS、北斗等）的工作原理，并计算接收机的定位误差、导航精度等指标。
通过STK的导航系统仿真功能，用户可以评估不同的导航算法、接收机设置等对导航性能的影响，从而优化系统设计和方案选择。
通信系统仿真STK还提供了通信系统仿真的功能。
在通信系统中，传输的信号在空间中会受到多径效应、大气衰减等影响，因此准确评估通信系统的性能是必要的。
STK可以模拟通信信道的传播特性，并计算信号的接收强度、传输误码率等指标。
通过STK的通信系统仿真功能，用户可以评估不同的天线设计、信号调制等对通信性能的影响，从而优化系统设计和参数配置。
大气系统仿真STK还可用于模拟大气系统的行为，包括大气成分分布、大气运动等。
它可以模拟大气的密度、温度、风场等参数，并可根据用户设置的条件进行仿真计算。
系统控制实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 掌握系统控制的基本原理和方法。
2. 熟悉最少拍控制系统的分析方法。
3. 了解输入信号对最小拍控制系统的影响及其改进措施。
4. 培养实验操作能力和数据分析能力。
二、实验原理最少拍控制系统是一种直接数字设计方法，其目的是使闭环系统对于某种特定的输入在最少个采样周期内达到无静差的稳态，使系统输出值尽快地跟踪期望值的变化。
其闭环传递函数具有形式：\[ G(s) = \frac{1}{(z-1)^N} \]其中，N是可能情况下的最小正整数。
这一传递形式表明闭环系统的脉冲响应在N个采样周期后变为零，从而意味着系统在N拍之内到达稳态。
三、实验设备1. 硬件环境：- 微型计算机一台，Pentium 4以上各类微机2. 软件平台：- 操作系统：Windows 2000- 仿真软件：MATLAB6.0四、实验内容与步骤1. 计算控制器：- 按照系统要求计算最少拍有纹波控制器。
2. 构造系统结构图模型：- 在Simulink下构造系统结构图模型。
- 取输入信号为单位阶跃信号和单位速度信号。
3. 设计控制器：- 设计控制器，观察输入输出波型，标明参数，打印结果。
4. 观察系统输出波形：- 观察系统输出波形在采样点以外的波形。
五、实验结果与分析1. 单位阶跃输入下的最少拍有纹波控制系统：- 通过仿真，可以得到单位阶跃输入下的最少拍有纹波控制系统的输出波形，如图1-2所示。
- 从图中可以看出，系统在3个采样周期内达到稳态，且稳态误差较小。
2. 单位速度输入下的最少拍有纹波控制系统：- 通过仿真，可以得到单位速度输入下的最少拍有纹波控制系统的输出波形。
- 从图中可以看出，系统在3个采样周期内达到稳态，且稳态误差较小。
3. 输入信号对系统的影响：- 通过改变输入信号，可以观察到输入信号对系统输出波形的影响。
- 例如，当输入信号为单位阶跃信号时，系统输出波形呈现出明显的纹波现象；而当输入信号为单位速度信号时，系统输出波形则较为平滑。
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实时仿真：/t=1时 非实时仿真：/t1时
比如石油化工生产过程缓慢，对这类系统的 仿真通常采用非实时仿真。
1-2 控制系统的实验方法
对控制系统进行分析、综合、设计时，需 要进行实验研究，概括起来有三种实验方法： 解析法、实验法、仿真实验法。 一、解析法
物理模型 模型 数字模型
描述模型
Байду номын сангаас
1-3系统、模型与数字仿真
（二）模型的建立 建立系统模型就是（以一定的理论为依据）把系统的
行为概括为数学的函数关系。其包括以下内容： 确定模型的结构，建立系统的约束条件，确定系统
的实体、属性与活动。 测取有关的模型数据。 运用适当理论建立系统的数学描述，即数学模型。 检验所建立的数学模型的准确性。 （三）系统建模的重要性
（相似性原理：几何相似、环境相似、性能相似）
二、仿真的分类
1、按模型分 物理仿真：应用相似性原理，制作一个与实际系统
相似，但几何尺寸较小的物理模型（例如飞机模型 放在气流相似的风洞中）进行实验研究。 数学仿真：利用建立的数学模型，在计算机上进行 实验研究。
二、仿真的分类
数学仿真按计算机类型又分为： 1. 模拟仿真：采用数学模型在模拟计算机上进行的
实验法缺点归纳起来有以下几点： （1）对于控制系统设计问题，由于实际系统 还未建立，无法利用实验法。 （2）实际系统上不允许进行实验。 （3）费用过高、具有危险性、周期较长。
比如大型加热炉、飞行器及原子能利用等问 题。
1-2 控制系统的实验方法
三、仿真实验法 根据相似性原理，利用模型进行实验研究。
实验研究。（如图1-7） 模拟仿真速度快，但精度低，仿真实验过程的自 动化程度较低。 模拟仿真有如下优缺点： 描述连续的物理系统的动态过程比较自然而逼真。 仿真速度极快，失真小，结果可信度高。 受元器件性能的影响，仿真精度较低。 对计算机控制系统（采样控制系统）的仿真较困 难。 仿真实验过程的自动化程度较低。
后两条黄河在这次调水调沙中起了重要作用， 同时，调水调沙中观测到的数据，又可修正 后二者的模型参数。
在2002年大江截流时，也先用物理模型做 了大量的实验。获得的数据以指导截流的成 功。
1-1 计算机仿真的概念
一、仿真的定义
仿真是利用物理的或数学的模型来类比模仿现 实过程，以寻求对真实过程的认识。它所遵循的基 本原则是相似性原理。
数字黄河：是对自然界真实黄河的数字化虚拟， 也可以说是“装在计算机里的黄河”。数学模 型是它的核心。
在正式的调水调沙前，利用后二者进行了充 分的仿真实验，使调水调沙获得预期的效果。
1-1 计算机仿真的概念
从小浪底水库放水到“人造洪峰”入海， 在原型黄河上历经了17天，在“模型黄河” 上大约需5个小时，就可以完成，而在“数字 黄河”中只需几秒钟就可完成。
所谓解析法，就是运用已掌握的理论知识对 控制系统进行理论上的分析、计算。
但是在工程实际问题中，由于受到理论的不 完善（非线性系统的稳定性）以及对事物认识 的不全面性等因素的影响（例如“黑箱”问题、 “灰箱”问题等），解析法有很大的局限性。
1-2 控制系统的实验方法
二、实验法
对已经建立的实际系统，施加一定的激励， 通过测取系统响应来确定系统的性能的方法称 之为实验法。
二、控制系统CAD的主要内容
一般认为，控制系统分析与设计方法有两类， 即频域法（又称变换法）和时域法（又称状 态空间法）。
计算机仿真
Computer Simulation
教材：《控制系统数字仿真与CAD》 哈尔滨工业大学 张晓华 主编
第一章 概述
1-1 计算机仿真的概念
2002年夏天，在小浪底调水调沙中提出三条黄河的概 念。
原型黄河：自然界真实的黄河。
模型黄河：在实验室里制作了一个黄河模型， 比原型黄河小600倍。河道长500多米，宽36 米，再现了小浪底水库以下近300多公里游荡 河段的河势河态。
二、仿真的分类
2.数字仿真：采用数学模型在数字计算机上系 统进行分析与研究的方法，也就是计算机仿 真。
数字仿真精度高，仿真实验过程的自动化程 度高。但速度相对较慢。
计算与仿真的精度较高。 对计算机控制系统的仿真比较方便。
仿真实验的自动化程度较高，可以方便地实现显 示、打印等功能。
计算速度比较低，在一定程度上影响到仿真结果 的可信度。
1-3系统、模型与数字仿真
系统的分类 系统的分类可以有多种形式，下面是以“时 间”作为依据的分类情况。
系统
连续系统 离散系统
混合系统
离散时间系统 离散事件系统
1-3系统、模型与数字仿真
二、模型的建立及其重要性 （一）模型
系统模型是对系统的特征与变化规律的一种 定量抽象，是人们用以认识事物的一种手段 （或工具）。
随着计算机技术的发展，人们越来越多地利 用数学模型在计算机上进行仿真实验研究。
1-3系统、模型与数字仿真
一、系统的组成与分类 所谓系统就是由一些具有特定功能的、相互间以 一定规律联系着的物体（又称子系统）所构成的 有机整体。 组成系统的三个要素――实体、属性和活动 系统具有的三种特性――整体性、相关性和隶属性
二、仿真的分类
3. 混合仿真 将模拟仿真和数字仿真结合起来的混合仿 真实验系统简称混合仿真。它主要应用于 以下情况：
要求对控制系统进行反复迭代计算时。 要求与实物连接进行实时仿真，同时又有
一些复杂函数的计算问题。 对于一些计算机控制系统的仿真问题。 4. 全数字仿真 5. 分布式数字仿真
二、仿真的分类
1-3系统、模型与数字仿真
三、计算机仿真三要素 （1）实际系统：研究的对象 （2）数学模型：系统的抽象 （3）计算机：工具与手段
实际系统
系统建模
结果分析
数学模型
计算机
仿真实验
图1.1计算机仿真三要素关系图
建模、仿真实验及结果分析是三项基本内容。
1-4 计算机仿真软件
一、CAD技术的一般概念
计算机辅助设计（Computer Aided Design）技术就是将计算机高速而精确的计 算能力、大容量存储和处理数据的能力与设 计者的综合分析、逻辑判断以及创造性思维 结合起来，用以加快设计进程、缩短设计周 期、提高设计质量的技术。