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内容介绍

《光机电系统仿真与虚拟试验技术》主要介绍了光机电系统建模、仿真及虚拟试验的概念、基本技术、常用的建模与仿真方法及应用实例，以满足读者对该项技术了解与应用的需求。《光机电系统仿真与虚拟试验技术》从系统工程的观点出发，着重讨论光机电系统仿真与虚拟试验的基本理论、数学建模、仿真以及相关的关键技术，反映了该技术领域的新发展和新成果，可供在光机电一体化技术领域从事教学、设计、制造、使用的工程技术人员及大专院校有关专业的本科生和研究生研究、学习和参考。

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精彩书摘

建模的原则首先要符合客观事物的规律，模型要能正确反映和描述客观事物，根据仿真的目的和内容，模型的描述可选择恰当的复杂程度，总之，仿真模型要尽可能地复现真实对象。常用的建模方法大致有以下几类： （1）机理建模方法这种方法就是根据实际系统工作的物理过程的机理，在某种假定条件下，按照相应的理论，写出代表其物理过程的方程，结合其边界条件与初始条件，再采用适当的数学处理方法，来得到能够正确反映对象动静态特性的数学模型。 机理建模方法是最基本的建模方法，广泛应用于航空、航天等各个领域。 （2）辨识建模方法这种方法就是采用系统辨识技术，根据系统实际运行或试验过程中所取得的输入／输出数据，利用各种辨识算法来建立系统的动静态数学模型。这是一个从特殊到一般的过程，是基于系统的实验和运行数据建立系统模型的方法，这种方法又称为归纳法或实验建模法。 （3）综合建模方法通常情况下，对于那些内部结构和特性有些了解但又不十分清楚的系统，则只有采用综合建模方法，即机理法、辨识法以及其他一些方法。 除以上三种常用的建模方法外，还有模糊建模方法、神经网络建模方法、模糊神经网络建模方法等多种先进的建模方法。要获得一个满意的模型是十分不易的，特别是在建模阶段，它会受到客观因素和建模者主观意志的影响，所以必须对所建立的模型进行反复检验。 在仿真建模中，系统模型具有以下一些性质： （1）相似性相似性是建模的理论基础之一，模型和真实系统之间应该具有相似的特性和变化规律。这里的相似主要是指所研究对象本质上的相似，为不同目的而建立的模型对相似性的要求是不同的。 （2）抽象性建模时总要忽略一些次要的因素。任何模型都是对实际系统的抽象，只是建模的目的和要求不同，对现实世界的抽象程度也不同。 （3）多面性任何模型都不可能也没有必要面面俱到地描述一个系统。由于建模的目的不同，对实际系统的关注点也不同，从而可以建立一个系统的不同层次、不同侧面的模型。 总之，在系统建模中要抓住问题的本质和主要矛盾，可以有选择地忽略一些非关键性因素，同时要避免引入结构误差，结合模型描述的层次和特点，选择合理的表示形式，使建立的模型准确、高效。 1.4.2系统仿真方法与过程 系统仿真过程就是建立系统模型并通过在计算机上运行来对模型进行检验和修正，使模型不断趋于完善的过程。 ……

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丛书序 前言 第1章计算机仿真与虚拟技术 1.1 系统与系统仿真 1.2 系统仿真的发展 1.3 系统仿真的分类 1.4 系统仿真的基本方法与理论 1.4.1 系统仿真与模型 1.4.2 系统仿真方法与过程 1.4.3 系统仿真的可信性评估 1.5 系统仿真的优缺点 第2章建模方法 2.1 数学模型的作用及形式 2.1.1 数学模型的基本概念 2.1.2 数学模型的形式 2.1.3 系统描述的三种水平 2.2 特定的模型形式 2.2.1 定义 2.2.2 连续系统的模型形式 2.2.3 离散事件系统的模型形式 2.2.4 系统研究中的基本假设 2.3 建模的信息源和途径 2.3.1 建模信息源 2.3.2 建模途径 2.3.3 模型可信性 2.3.4 建模过程的总体描述 2.4 模块化建模 2.4.1 模块化建模方法的发展 2.4.2 模块化建模的数学描述 2.4.3 模块划分的原则 2.4.4 模块建模实例 第3章面向对象的仿真 3.1 面向对象方法学 3.2 面向对象的技术 3.2.1 面向对象的基本概念和特征 3.2.2 面向对象的分析 3.2.3 面向对象的设计 3.3 面向对象的仿真 3.3.1 面向对象仿真的优点及其应用 3.3.2 面向对象仿真的设计语言 第4章仿真技术中的图形应用 4.1 图形技术在系统仿真中的应用 4.2 图形建模 4.3 动画仿真 4.3.1 动画仿真的作用 4.3.2 动画仿真的局限性 4.4 动画仿真的实现 4.4.1 动画仿真的分类 4.4.2 动画仿真的层次性 4.4.3 实时动画仿真的关键技术 4.5 动画仿真的发展趋势 4.5.1 计算机图形学基础研究的发展趋向 4.5.2 动画仿真应用的发展方向 第5章多媒体、虚拟现实仿真 5.1 多媒体仿真技术 5.1.1 多媒体的概念 5.1.2 仿真与多媒体、虚拟现实的关系 5.1.3 多媒体仿真的研究方法 5.2 虚拟现实技术 5.2.1 虚拟现实系统的特性 5.2.2 虚拟现实系统的软硬件支持和系统组成 5.3 虚拟现实建模 5.4 虚拟现实仿真 5.4.1 基于Vega的虚拟现实仿真 5.4.2 基于OpenGL的虚拟现实仿真 5.4.3 OpenGL与Vega的比较 第6章机械系统建模 6.1 机械系统几何平面模型的建立 6.1.1 二维平面图形绘制 6.1.2 图形编辑 6.1.3 辅助绘图功能 6.1.4 图形注释和标注 6.2 机械系统三维模型的建立 6.2.1 AutodeskInventor软件简介 6.2.2 机械基本单元的设计 6.2.3 机械系统的装配 6.2.4 机械系统工程图的创建 6.3 Inventor三维建模实例 第7章计算机辅助工程分析技术 7.1 刚体动力学和运动学分析软件MSC.VisualNastranDesktoD简介 7.2 MSC.VisualNastranDeskt0D分析过程 7.2.1 建模的建立和预处理 7.2.2 仿真试验及结果输出 7.3 有限元分析软件ANSYS简介 7.3.1 ANSYS分析基本过程 7.3.2 结构静力分析 7.3.3 结构动力学分析 7.3.4 结构非线性分析 7.4 MSC.VisualNastranForDeskt叩活塞机构动力学仿真实例 第8章 SPICE电路仿真方法 8.1 电路仿真概述 8.2 SPICE概述 8.3 PSpice电路建模方法 8.3.1 PSpice电路建模的基本要素 8.3.2 PSpice常用元器件 8.3.3 PSpice常用信号源 8.3.4 PSpice电路分析与控制操作 8.4 PSpice软件介绍 8.4.1 OrCAD的Capture模块与原理图绘制 8.4.2 OrCAD的PSpice模块与电路仿真 第9章 VHDL数字电路设计与仿真 9.1 数字电路系统设计与仿真概述 9.2 硬件描述语言的特点 9.3 VHDL数字电路设计方法 9.3.1 库、包和配置 9.3.2 实体 9.3.3 VHDL中使用的数据类型和运算操作 9.3.4 VHDL语言构造体的描述方式 9.3.5 VHDL语言的主要描述语句 9.4 VHDL数字电路设计实例 9.5 VHDL仿真工具与方法 9.5.1 在ModelSim中建立仿真项目 9.5.2 用ModelSim进行简单VHDL仿真 9.5.3 用ModelSim对VHDL设计进行调试 参考文献

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