系統(tǒng)設計與仿真

    第1章 緒言
    1.1 數(shù)字計算機的特點
    1.2 CAD技術
    1.3 算法的基本概念
    1.浮點數(shù)運算
    2.病態(tài)問題
    3.數(shù)值穩(wěn)定性問題
    1.4 課程內(nèi)容
   第2章 矩陣基礎知識
    2.1 矩陣運算
    1.矩陣的加法和乘法
    2.矩陣的轉置
    3.克羅內(nèi)克爾積
    4.初等變換和初等陣
    5.矩陣逆算法
    2.2 線性方程組的直接解法
    1.求解三角形方程組的算法
    2.計算三角陣逆的算法
    3.高斯消去法
    2.3 LU分解
    2.4 正交變換
    1.正交性
    2.正交變換
    3.初等正交變換
    2.5 正交相似變換和酉相似變換
    1.初等旋轉相似變換
    2.初等反射相似變換
    3.酉相似變換
    4.程序舉例——orthes子程序
    2.6 QR方法
    1.QR算法及其收斂性
    2.帶原點位移的QR算法
    3.兩步位移的QR算法
    4.程序舉例——HQR子程序
    2.7 矩陣范數(shù)
    1.定義
    2.構造
    3.矩陣序列極限
    2.8 矩陣的條件數(shù)
    2.9 廣義逆矩陣
    1.定義
    2.廣義逆計算
    3.廣義逆應用
    2.10 奇異值分解
    1.存在性
    2.算法
    3.SVD的應用
   第3章 數(shù)學模型及其轉換
    3.1 系統(tǒng)類型
    3.2 控制系統(tǒng)常用的數(shù)學模型
    1.連續(xù)系統(tǒng)
    2.離散系統(tǒng)
    3.3 數(shù)學模型之間的轉換
    1.化連續(xù)狀態(tài)方程為離散狀態(tài)方程
    2.化離散狀態(tài)方程為連續(xù)狀態(tài)方程
    3.化微分方程為狀態(tài)方程
    4.化狀態(tài)方程為傳遞函數(shù)
    5.化傳遞函數(shù)為狀態(tài)方程
    6.化線性結構圖為狀態(tài)方程
    7.化非線性結構圖為狀態(tài)方程
    8.化線性結構圖為傳遞函數(shù)
    9.化傳遞函數(shù)為z函數(shù)
    10.化z函數(shù)為傳遞函數(shù)
   第4章 計算機輔助分析
    4.1 計算系統(tǒng)特征根判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性的直接法
    4.2 利用勞斯判據(jù)判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性的代數(shù)法
    4.3 利用開環(huán)頻率特性計算閉環(huán)穩(wěn)定性的奈魁斯特法
    1.基本原理
    2.算法
    3.程序設計
    4.4 對數(shù)幅頻相頻特性計算和伯德圖
   第5章 計算機輔助綜合
    5.1 性能指標和綜合方法
    5.2 PID調(diào)節(jié)器設計
    1.基本原理
    2.算法
    3.計算例題
    5.3 根軌跡直接計算法
    1.系統(tǒng)結構圖
    2.系統(tǒng)方程
    3.特征值計算
    5.4 分支跟蹤法
    1.基本原理
    2.基本算法
    3.判斷及計算分離點的算法
    4.程序設計中幾個問題
    5.舉例
    5.5 極點配置法
    1.單輸入單輸出系統(tǒng)狀態(tài)反饋
    2.多輸入多輸出系統(tǒng)狀態(tài)反饋
    3.多輸入多輸出極點配置程序設計
   第6章 控制系統(tǒng)的數(shù)字仿真
    6.1 發(fā)展歷史
    6.2 數(shù)字仿真算法
    1.數(shù)值積分方法
    2.按系統(tǒng)離散相似法（轉移矩陣法）
    3.屠斯丁法
    4.按環(huán)節(jié)離散相似法
    5.仿真模型誤差和穩(wěn)定性問題
    6.步長的選擇
    7.仿真算法的選擇和比較
    6.3 THSIM系統(tǒng)仿真軟件包
    1.功能和特點
    2.數(shù)學模型
    3.輸入函數(shù)
    4.非線性函數(shù)
    5.應用舉例
    附錄A
    附錄B
    附錄C
    附錄D
    附錄E
   第7章 非線性振動系統(tǒng)的數(shù)字仿真
    7.1 非線性系統(tǒng)的自由振動
    1.保守系統(tǒng)
    2.非線性阻尼的影響
    3.自激振動系統(tǒng)
    7.2 非線性系統(tǒng)的強迫振動
   第8章 機器人操作手數(shù)字仿真
    8.1 拉格朗日運動方程式
    8.2 二桿操作手數(shù)字仿真
    1.動力學方程
    2.控制
    3.數(shù)字仿真
   第9章 分布系統(tǒng)的數(shù)字仿真
    9.1 有限差分的原理
    9.2 一維熱傳導問題
    9.3 振弦系統(tǒng)
   第10章 隨機噪聲數(shù)字仿真
    10.1 隨機噪聲的數(shù)學描述
    1.隨機變量
    2.隨機過程
    3.常見的概率分布
    4.自相關函數(shù)與功率譜密度
    5.常見的隨機過程
    10.2 有色噪聲的形成
    1.互功率譜密度與頻率特性之間關系
    2.輸出自功率譜密度與頻率特性之間關系
    3.平穩(wěn)輸出
    4.非平穩(wěn)輸出
    10.3 隨機噪聲基本特性的數(shù)字量測
    1.均值與方差的計算
    2.概率密度函數(shù)的數(shù)值計算
    3.自相關函數(shù)的數(shù)值計算
    4.功率譜密度的數(shù)值計算
    10.4 隨機噪聲的數(shù)字仿真
    1.隨機數(shù)的產(chǎn)生
    2.對隨機噪聲按概率分布要求進行整形
    10.5 常見的隨機誤差模型
    1.隨機常數(shù)
    2.隨機斜坡
    3.隨機游動
    4.指數(shù)相關的隨機過程
    5.自回歸－滑動平均模型ARMA（p，q）
   第11章 離散事件系統(tǒng)的數(shù)字仿真
    11.1 離散事件系統(tǒng)仿真模型的建立
    11.2 排隊論的基本概念
    1.排隊系統(tǒng)的組成
    2.到達模式
    3.服務機構
    4.排隊規(guī)則
    5.隊列的度量
    6.排隊模型的分類
    11.3 到達間隔和服務時間的分布
    11.4 排隊系統(tǒng)的分析
    1.單服務臺M/M/1模型
    2.多服務臺M/M/c模型
    3.M/M/c和M/M/1模型比較
    11.5 離散事件系統(tǒng)的仿真語言
    1.GPSS通用仿真系統(tǒng)語言
    2.SIMSCRIPT專用仿真系統(tǒng)語
    3.CSIMAN通用混合仿真語言
    11.6 Petri網(wǎng)仿真
    1.Petri網(wǎng)圖
    2.事件邏輯關系的網(wǎng)圖
    3.系統(tǒng)結構網(wǎng)圖
    4.隨機系統(tǒng)的Petri網(wǎng)仿真
   第12章 參數(shù)最優(yōu)化技術
    12.1 參數(shù)尋優(yōu)問題
    12.2 單變量尋優(yōu)技術
    1.分割法
    2.插值法
    12.3 多變量尋優(yōu)技術
    1.一次梯度法
    2.二次梯度法
    3.共軛梯度法
    12.4 松弛法與單純形法（模式法）
    1.松弛法
    2.單純形法（模式法）
    12.5 隨機尋優(yōu)法
    1.隨機序貫尋優(yōu)法
    2.隨機搜索尋優(yōu)法
    3.隨機模式搜索尋優(yōu)法
    12.6 尋優(yōu)過程中的約束條件
    1.代價函數(shù)法
    2.互換尋優(yōu)法
    12.7 基于二次型性能指標的最優(yōu)控制
    1.基本理論
    2，黎卡提方程解
    3.程序設計
   附錄 程序文本
    1.化一般矩陣為上赫申伯格陣（orthes）
    2.求上赫申伯格陣特征值（HQR）
    3.矩陣的奇異值分解（SVD）
    4.多項式矩陣求逆（SFF）
    5.勞斯表計算和穩(wěn)定性判斷
    6.PID校正裝置設計
    7.分支跟蹤根軌跡法
    8.SISO極點配置
    9.連續(xù)系統(tǒng)仿真的四階龍格－庫塔法
    10.連續(xù)系統(tǒng)仿真的離散相似法
    11.二次插值法
    12.求解黎卡提方程的迭代法
    參考文獻