仿真技術(shù)概述

控制系統(tǒng)數(shù)字仿真與CAD——仿真技術(shù)概述主要內(nèi)容仿真技術(shù)及其重要性科研工作的基本方法學(xué)習(xí)本課程的目的與方法相似原理及其應(yīng)用模型及其建立科研工作的基本方法解析法：運(yùn)用已掌握的理論知識，對所研究的對象進(jìn)行理論方面的分析、計算及綜合?？蒲泄ぷ鞯幕痉椒ń馕龇ǎ汗こ虅恿W(xué)問題F=ma一階倒立擺科研工作的基本方法解析法：Routh判據(jù)英國E.J.Routh建立（Routh-HurwitzStabilityCriteria）（1875年）科研工作的基本方法2實(shí)驗(yàn)法：在所建立的實(shí)際系統(tǒng)（或模型）上，利用各種儀器儀表，通過施加一定類型的激勵信號，測取系統(tǒng)響應(yīng)來確定系統(tǒng)的性能?？蒲泄ぷ鞯幕痉椒?實(shí)驗(yàn)法：科研工作的基本方法2實(shí)驗(yàn)法：系統(tǒng)模型科研工作的基本方法2實(shí)驗(yàn)法：實(shí)際系統(tǒng)科研工作的基本方法3仿真實(shí)驗(yàn)法：在模型上（物理的/數(shù)學(xué)的）所進(jìn)行的系統(tǒng)性能分析與研究方法。科研工作的基本方法3仿真實(shí)驗(yàn)法：數(shù)學(xué)模型科研工作的基本方法3仿真實(shí)驗(yàn)法：虛擬模型科研工作的基本方法3仿真實(shí)驗(yàn)法：實(shí)物模型科研工作的基本方法3仿真實(shí)驗(yàn)法：仿真實(shí)驗(yàn)性能比較：數(shù)學(xué)模型虛擬模型實(shí)物模型實(shí)物原型仿真精度低高科研工作的基本方法3仿真實(shí)驗(yàn)法：工程應(yīng)用：飛行器設(shè)計的三級仿真體系科研工作的基本方法4猜想法：又稱為“假想法”，通過人們對所研究問題的“直覺”，提出“可能的”結(jié)果/結(jié)論，利用“反演/推理/證明”的方法進(jìn)行“創(chuàng)造性”的研究和發(fā)現(xiàn)。科研工作的基本方法4猜想法：哥德巴赫猜想相對論假說電磁波設(shè)想科研工作的基本方法4猜想法：宇宙大爆炸理論主要內(nèi)容仿真技術(shù)及其重要性科研工作的基本方法學(xué)習(xí)本課程的目的與方法相似原理及其應(yīng)用模型及其建立相似性原理及應(yīng)用仿真實(shí)驗(yàn)所遵循的基本原則；科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用的橋梁；1、幾何相似

2、環(huán)境相似

3、性能相似

4、思維相似

5、生理相似相似性原理及應(yīng)用1、幾何相似相似性原理及應(yīng)用2、環(huán)境相似相似性原理及應(yīng)用3、性能相似相似性原理及應(yīng)用相似定理：相似第一定理：彼此相似的現(xiàn)象必定具有數(shù)值相同的相似準(zhǔn)則。第一定理:第二定理:第三定理:主要內(nèi)容仿真技術(shù)及其重要性科研工作的基本方法學(xué)習(xí)本課程的目的與方法相似原理及其應(yīng)用模型及其建立模型及其建立模型的重要性勾股定理模型及其建立模型的重要性電磁場理論渦旋磁場位移電流赫茲模型及其建立模型的重要性1、把世間的現(xiàn)象/問題上升到“數(shù)學(xué)抽象/數(shù)學(xué)模型”的理論高度是現(xiàn)代科學(xué)發(fā)現(xiàn)與技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)。2、“實(shí)驗(yàn)、歸納、推演”是建立系統(tǒng)“數(shù)學(xué)模型”的重要手段/方法/途徑。3、“數(shù)學(xué)模型”是人們對自然世界的一種抽象理解，它與自然世界/現(xiàn)象/問題具有“性能相似”的特點(diǎn)。模型及其建立建模三要素：目的，方法，驗(yàn)證1.目的要明確飛行器目的2飛行器的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度目的1飛行器的動態(tài)性能流體力學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)方法1方法2模型及其建立建模三要素：目的，方法，驗(yàn)證2.方法要恰當(dāng)（1）邏輯推理方法：歸納、推演、類比、移植（2）機(jī)理建模法:白箱問題（3）實(shí)驗(yàn)建模法：黑箱問題（4）綜合建模法：機(jī)理+實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ图捌浣⒔Ｈ兀耗康模椒?，?yàn)證3.結(jié)果要驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型——必要條件實(shí)物模型——充要條件實(shí)際應(yīng)用——結(jié)果檢驗(yàn)?zāi)Ｐ图捌浣⒔＿^程主要內(nèi)容仿真技術(shù)及其重要性科研工作的基本方法學(xué)習(xí)本課程的目的與方法相似原理及其應(yīng)用模型及其建立仿真技術(shù)及其重要性仿真技術(shù)的應(yīng)用控制系統(tǒng)CAD機(jī)械系統(tǒng)CAD仿真技術(shù)及其重要性控制系統(tǒng)CAD固有特性分析仿真技術(shù)及其重要性控制系統(tǒng)CAD閉環(huán)控制性能分析仿真技術(shù)及其重要性控制系統(tǒng)CAD閉環(huán)控制性能分析仿真技術(shù)及其重要性仿真技術(shù)的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）虛擬樣機(jī)：1仿真實(shí)驗(yàn)的高級形式2可視化/真實(shí)性3有助于人們的創(chuàng)造與想象力的發(fā)揮仿真技術(shù)及其重要性仿真技術(shù)的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）虛擬樣機(jī)：仿真技術(shù)及其重要性仿真技術(shù)的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）感知設(shè)備：表現(xiàn)裝置：三大特征：仿真技術(shù)及其重要性仿真技術(shù)的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）感知設(shè)備：仿真技術(shù)及其重要性仿真技術(shù)的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）表現(xiàn)裝置：仿真技術(shù)及其重要性仿真技術(shù)的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）三大特征：仿真技術(shù)及其重要性仿真技術(shù)的應(yīng)用虛擬樣機(jī)：虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)虛擬制造虛擬環(huán)境仿真技術(shù)及其重要性仿真技術(shù)的應(yīng)用虛擬樣機(jī)：虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)仿真技術(shù)及其重要性仿真技術(shù)的應(yīng)用虛擬樣機(jī)：虛擬制造仿真技術(shù)及其重要性仿真技術(shù)的應(yīng)用虛擬樣機(jī)：虛擬環(huán)境仿真技術(shù)及其重要性仿真技術(shù)的應(yīng)用虛擬環(huán)境仿真技術(shù)及其重要性仿真技術(shù)的應(yīng)用虛擬樣機(jī)仿真技術(shù)及其重要性仿真技術(shù)的應(yīng)用工程應(yīng)用：1車輛肇事仿真

2飛行器設(shè)計

3聯(lián)合仿真

4軍事工程仿真技術(shù)及其重要性仿真技術(shù)的應(yīng)用工程應(yīng)用：1車輛肇事仿真仿真技術(shù)及其重要性仿真技術(shù)的應(yīng)用工程應(yīng)用：2飛行器設(shè)計仿真技術(shù)及其重要性仿真技術(shù)的應(yīng)用工程應(yīng)用：3聯(lián)合仿真仿真技術(shù)及其重要性仿真技術(shù)的應(yīng)用工程應(yīng)用：4軍事工程仿真技術(shù)及其重要性仿真技術(shù)的應(yīng)用常用的工具軟件ADAMS(AutomaticDynamicAnalysisofMechanicalSystems)1

美國MDI/MSC公司2

50％市場份額3

運(yùn)動學(xué)/動力學(xué)/機(jī)電一體化4

網(wǎng)址：。仿真技術(shù)及其重要性仿真技術(shù)的應(yīng)用常用的工具軟件PSPICE（模擬電路CAD軟件）1電子電路仿真軟件2ORCAD公司的商業(yè)化EDA軟件

3直流/交流電路、瞬態(tài)特性優(yōu)化設(shè)計、數(shù)字模擬混合電路、電路繪圖——仿真一體化4網(wǎng)址：。仿真技術(shù)及其重要性仿真技術(shù)的應(yīng)用常用的工具軟件SABER（電氣、模擬、混合信號仿真軟件）1圖形化界面2穩(wěn)態(tài)、時域、頻域、可靠性3應(yīng)用于電源、電力電子、電氣、機(jī)電一體化設(shè)計4網(wǎng)址：/saber.htm。仿真技術(shù)及其重要性仿真技術(shù)的應(yīng)用常用的工具軟件ANSYS（結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁和聲學(xué)運(yùn)用有限元分析軟件）1求解“熱—結(jié)構(gòu)耦合”、“磁—結(jié)構(gòu)耦合”以及“電—磁—流體—熱耦合”等問題2多種物理介質(zhì)相互作用下的“動態(tài)性能”3梯度顯示、立體切片顯示、圖表/曲線顯示4網(wǎng)址：。仿真技術(shù)及其重要性仿真技術(shù)的應(yīng)用常用的工具軟件MATLAB/SIMULINKMATLAB是美國MathWorks公司的軟件產(chǎn)品。1應(yīng)用于自動控制、圖像處理、語著處理、信號分析、振動理論、優(yōu)化設(shè)計、時序分析與統(tǒng)計學(xué)、系統(tǒng)建模等領(lǐng)域2SIMULINK是美國Mathworks軟件公司為其MATILAB提供的基于模型化圖形組態(tài)的控制系統(tǒng)仿真軟件3網(wǎng)址：www.仿真技術(shù)及其重要性仿真技術(shù)的應(yīng)用仿真技術(shù)的重要性：

經(jīng)濟(jì)

安全

快捷仿真技術(shù)的應(yīng)用仿真技術(shù)的特殊功能仿真技術(shù)及其重要性1預(yù)測：社會、經(jīng)濟(jì)、管理等問題例：“嬰兒體重——時間（周）的預(yù)測”（1）數(shù)據(jù)：（i=1，2，…20）仿真技術(shù)的應(yīng)用仿真技術(shù)的特殊功能“嬰兒體重——時間（周）的預(yù)測”（2）建模：自動門限自回歸模型（SETAR模型）仿真技術(shù)及其重要性仿真技術(shù)的應(yīng)用仿真技術(shù)的特殊功能例：“嬰兒體重——時間（周）的預(yù)測”（3）利用已有模型進(jìn)行“預(yù)測”仿真技術(shù)及其重要性仿真技術(shù)的應(yīng)用仿真技術(shù)的特殊功能2優(yōu)化設(shè)計（系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、參數(shù)）仿真技術(shù)及其重要性主要內(nèi)容仿真技術(shù)及其重要性科研工作的基本方法學(xué)習(xí)本課程的目的與方法相似原理及其應(yīng)用模型及其建立學(xué)習(xí)本課程的目的和方法學(xué)習(xí)本課程的目的1了解仿真技術(shù)概況2夯實(shí)所涉及的基本概念、理論與方法3掌握仿真技術(shù)這一利器，并要認(rèn)識到“與時俱進(jìn)”4培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)/研究的能力學(xué)習(xí)本課程的目的和方法學(xué)習(xí)本課程的方法1、注重基礎(chǔ)（概念/原理）；

孟子曰：“始條理者，智之事也；終條理者，圣之事也?！睂W(xué)習(xí)本課程的目的和方法學(xué)習(xí)本課程的方法2、積極應(yīng)用（CAD工具）；