2019年3月22日星期五
第一章 概述
1.4 仿真技术的应用与发展
※仿真技术的应用领域： （1）通讯与卫星系统 （2）航空航天系统 （3）生物系统 （4）船舶系统 （5）汽车系统 （6）金融系统
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第一章 概述
1.4 仿真技术的应用与发展
※应用仿真技术的意义 （1）、经济，采用仿真实验仅需成本的1/10~1/5，而且设备可 以重复使用。 （2）、安全，采用仿真实验可以有效降低危险程度，对系统的 研究起到保障作用。 （3）、快捷，提高设计效率：比如电路设计，服装设计等等。 （4）、具有优化设计和预测的特殊功能
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关于matlab学习 ◆ matlab学习特点 ◆matlab学习方法 ◆matlab的应用
第一章 概述
Ｓｉｍｕｌｉｎｋ简介 ◆Sinmulink是一种用来实现计算机仿真的软件工具。它是 MATLAB的一个附加组件，可用于实现各种动态系统（包 括连续系统、离散系统和混合系统）的建模、分析和仿真。 命名直观地表明了该软件具有SIMU(仿真)与LINK(链接)两 大功能 特点：易学、易用，能够依托MATLAB提供的丰富仿真资源。 ◆. Simulink的应用领域 （1）通讯与卫星系统 （2）航空航天系统 （3）生物系统 （4）船舶系统 （5）汽车系统 （6）金融系统
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第一章 概述
4）仿真的一般过程
仿真问题和目的的描述 根据仿真问题确定仿真方案 系统描述 建立系统数学模型 修改模型 修改方案
建立仿真数学模型
编写仿真程序 验证模型
是 仿真目的是否达到要求？ 模型是否合理？ 是 否 程序有问题？ 否 是 建模有问题？ 否 方案有问题？ 是
修改程序
本课程互联网资源 ◘ The Mathworks 公司官方网站 ◘ 产品在中国独家代理（北京九州恒润公司） ◘ Matlab 大观园 ◘ Matlab 中文论坛
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第一章 概述
1.4 仿真技术的应用与发展
※仿真技术的发展趋势 （1）、硬件方面：基于多CPU并行处理技术的全数字仿真将有效提高 仿真系统的速度，大大增强数字仿真的实时性。 （2）、应用软件方面：直接面向用户的数字仿真软件不断推陈出新， 各种专家系统与智能化技术将更深入地应用于仿真软件开发之中，使 得在人机界面、结果输出、综合评判等方面达到更理想的境界。 （3）、分布式数字仿真：充分利用网络技术，协调合作，投资少，效 果好。 （4）、虚拟现实技术：综合了计算机图形技术、多媒体技术、传感器 技术、显示技术以及仿真技术等多学科，使人置身于真实环境之中。
汽车仿真技术
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学习本课程的意义及要求
一、意义 1. 系统建模与仿真是分析、设计和研究复杂系统的一种基本的理论方法 科技发展的需要 -- Accelerate the pace of engineering and science 和重要的技术手段。计算机技术的飞速发展，使得仿真技术的应用领域不 2. 学习技能提高的载体 –Improve learning ability 断扩大。计算机仿真已经成为工科学生必须掌握的基本理论，也是他们必 3. 就业的筹码 -- Get a high-paying job 须会使用的一种技术手段。
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• Academia • The MATLAB and Simulink product families are fundamental computational tools at the world's educational institutions. Adopted by more than 5000 universities and colleges, MathWorks products accelerate the pace of learning, teaching, and research in engineering and science. MathWorks products also help prepare students for careers in industry, where the tools are widely used for research and development.
（1）系统：研究的对象 （2）模型：系统的抽象 （3）计算机：工具与手段
系统
建立数学模型
仿真实验 建立仿真模型 结果日星期五
第一章 概述
1.2 计算机仿真
3）系统与模型 ①系统 系统是指具有某些特定功能，相互联系、相互作用 的元素的集合。这里的系统是指广义上的系统，泛指自然界 的一切现象与过程，例如工程系统如控制系统、通信系统等， 非工程系统如股市系统、交通系统、生物系统等。 ②系统模型 系统模型是对实际系统的一种抽象，是对系统 本质（或是系统的某种特性）的一种描述。模型具有与系统 相似的特性，好的模型能够反映系统的主要特征和运动规律。 模型可分为实体模型和数学模型
进行仿真研究
计算机仿真流程图 2019年3月22日星期五
第一章 概述
1.3 计算机仿真软件
※仿真软件的发展： 1、程序编程阶段： 所有问题（如：微分方程求解、矩阵 运算、绘图等）都是用高级算法语言（如C、FORTRAN等） 来编写。 2、程序软件包阶段： 出现了“应用子程序库”。 3、交互式语言阶段（仿真语言）：仿真语言可用一条指令 实现某种功能，如“系统特征值的求解”，使用人员不必 考虑什么算法，以及如何实现等低级问题。如MATLAB语 言。 4、模型化图形组态阶段：符合设计人员对基于模型图形化 的描述。如SIMULINK。
二、要求 1. 作业：以上机练习为主，按时独立完成 2. 纪律：要求上课关手机，不要下面开小会，有问题举手 3. 考试：平时50% ，期末考试50% 4. 三、授课方式
授课方式，课堂讲授+上机实验 以实例为主,讲应用，充分体现案例学习模式。
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主要讲述内容
● 概述 ● Matlab 语言基础 ● Simulink仿真基础
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第一章 概述
1.5.2※MATLAB的安装 – 参阅Help的MATLAB Installation Guide for Windows – Personal License Password (PLP) – System Requirements – Who: Specify your name, your company name, and your license information (PLP) – What: Select the products and documentation you want to install – Where: Choose the directory in which you want to install the MathWorks products
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第一章 概述
1.5 MATLAB的运行环境与安装
1.5.1※MATLAB的运行环境 硬件环境： (1) CPU (2) 内存 (3) 硬盘 (4) CD-ROM驱动器和鼠标。 软件环境： (1) Windows 98/NT/2000 或Windows XP (2) 其他软件根据需要选用
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主要参考资料
[1] 李颖.朱伯立.Simulink 动态系统建模与仿真基础.西安电子科技大学出版社，2004 [2] 张德丰.MATLAB控制系统设计与仿真.电子工业出版社,2009.06。 [3] 张志勇.精通MATLAB6.5. 北京航空航天大学出版社．2004 [4]黄忠霖.控制系统MATLAB计算及仿真，国防工业出版社，2001年。
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第一章 概述
1.3 计算机仿真软件
※常见的几种仿真软件：
1、PSPICE、ORCAD、Multisim：通用的电子电路仿真软件，适 合于元件级仿真。 2、Simpack :运动学/动力学仿真分析的多体动力学软件 3、Carsim、Trucksim、Bikesim等用于仿真及分析车辆在不同 3D路面上，对驾驶控制之反应。 4、MATLAB：具有强大的数值计算能力，包含各种工具箱，其程 序不能脱离MATLAB环境而运行，所以严格讲，MATLAB不是一 种计算机语言，而是一种高级的科学分析与计算软件。 仿真软件是一类面向仿真用途的专用软件，它可能是面向通 用的仿真软件，也可能是面向某个领域的仿真。 本课程重点讲述在MATLAB下的Simulink的建模与仿真
第一章 概述
◆MATLAB的主要功能 Matlab是功能强大的科学及工程计算软件，它不但具有以矩阵为基础的 强大数学计算和分析功能，而且还具有丰富的可视化图形表现功能和方 便的程序设计能力。 ①数值计算和符号计算功能 MATLAB以矩阵作为数据操作的基本单位，还提供了十分丰富的数值 计算函数。 MATLAB和著名的符号计算语言Maple相结合，使得MATLAB具有符 号计算功能。 ②绘图功能 MATLAB提供了两个层次的绘图操作：一种是对图形句柄进行的低层 绘图操作，另一种是建立在低层绘图操作之上的高层绘图操作。 ③编程语言 MATLAB具有程序结构控制、函数调用、数据结构、输入输出、面向 对象等程序语言特征，而且简单易学、编程效率高。 ④MATLAB工具箱 MATLAB包含两部分内容：基本部分和各种可选的工具箱。 MATLAB工具箱分为两大类：功能性工具箱和学科性工具箱。
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第一章 概述
※MATLAB的安装
• • • • • Step 1: Start the Installer Step 2: Enter Your Personal License Password (PLP) Step 3: Review the Software Licensing Agreement click Yes Step 4: Enter Your Name and Company Name Step 5: Select the Products You Want to Install