计算机仿真技术基础3

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《计算机仿真技术》课程教学大纲

计算机仿真技术课程教学大纲（ComputerSimu1ationTechno1ogy）学时数：40其中：实训学时：12学分数：2.5适用专业：电气工程与自动化一、课程的性质、目的和任务本课程是电气工程与自动化专业的专业选修课。

本课程开设的主要目的是提供系统仿真分析与优化的解决方法。

通过本课程的学习，使学生能够掌握控制系统计算机辅助分析，综合系统仿真和参数最优化技术等有关知识。

二、课程教学的基本要求（一）理解系统仿真与计算机仿真的概念。

（二）理解MAT1AB的数据结构，掌握矩阵的表示与运算方法、流程控制结构和m文件的编写以及基本的绘图方法。

（三）了解SimUIink模块库的组成，理解仿真环境中各参数的含义，掌握SimU1ink模型建立和线性系统的计算机仿真方法。

（四）掌握常用模块的封装技术、应用技巧以及功率电子系统的仿真以及电机系统的仿真方法。

三、课程的教学内容、重点和难点第一章系统仿真技术与应用一、系统仿真和计算机仿真的概念二、仿真软件的发展状况三、MAT1AB语言的特点及应用第二章MAT1AB语言程序设计基础一、MAT1AB语言的使用环境二、MAT1AB语言的数据结构三、MAT1AB矩阵的运算四、矩阵的表示与运算，五、流程控制结构六、MAT1AB函数的编写与技巧七、MAT1AB语言下图形绘制与技巧八、三维图形的绘制方法第三章MAT1AB/Simu1ink下数学模型的建立与仿真一、Simu1ink模块库二、SinIUIink模型的建立三、线性系统的计算机仿真第四章Simu1ink常用模块介绍与应用技巧一、常用模块的应用二、输出模块库三、子系统与模块封装技术四、电力系统模块集与电子线路仿真五、非线性系统控制设计模块集四、课程各教学环节要求本课程的教学环节包括课堂讲授，上机实训，习题，答疑，期末考试等。

（一）本课程设置1个实训项目，共12学时，目的是使学生更深刻了解所学的内容。

通过本课程的实训，要求学生达到如下要求：1 .具有运用MAT1AB语言编写和调试m文件的能力。

计算机仿真技术基础.

例题
＋
R
L
C
e（t）
－
• 动态系统：t 很小，或 e(t)为非直流和周期变化的电源 • 静态系统：t 趋于无穷大， e(t)且为直流或周期变化的电源
确定系统：系统的输入与状态变量有完全确定的函数关系随机系统：系统内部或环境发生不确定的变动， 2 ）影响系统的状态输出（输入与状态变量不存在完全确定的函数关系）
3、影响系统活动的因素
1）内部因素（内部环境）：在系统内可改变的因素；（系统参数、内部激励源） 2) 外部因素（外部环境）：在系统内不可改变的因素（外部对系统
4、系统具有下列性质
•
• •
整体性系统是一个整体，它的各个部分既相对独立，又是不可分割的。相关性反映了各组成部分相互联系、相互制约、相互依存目的性系统要完成特定的功能。
•
• •
模拟计算机仿真特点
• 模拟计算机运行时各运算器是并行工作的，模型的运行速度与模拟机有关，而与模型的复杂程度无关。 • 模拟机仿真可以进行实时仿真，又可以进行非实时仿真。 • 易于和实物相连。和实物系统连接时不需要A/D、 D/A转换装置。 • 模拟仿真的精度一般低于数字计算机仿真，且逻辑控制功能较差，自动化程度也较低。
5、系统分类
系统的状态只取决于同时刻的输入，即时系统： ( 无记忆系统）与他过去的工作状态无关系统的状态不仅取决于同时刻的输入，动态系统： 1) （有记忆系统）而且与他过去的工作状态有关静态系统：若系统的状态保持不变，此时的动态系统又称为静态系统。（状态保持恒定或周期变化）
第一章绪论
• 一）计算机仿真: 计算机仿真就是应用计算机对系统某些特性的近似模仿

计算机仿真技术

计算机仿真技术计算机仿真技术⼀．计算机仿真技术基础1．什么叫系统？试举例说明。

系统：为实现规定功能以达到某⼀⽬标⽽构成的相互关联的⼀个集合体或装置(部件)。

例如：数控机床伺服系统等。

2.系统具有哪些特点？系统具有以下四个特点：①系统是由部件组成的，部件处于运动状态；②部件之间存在着联系；③系统⾏为的输出也就是对⽬标的贡献，系统各主量和的贡献⼤于各主量贡献之和，即系统的观点1+1>2；④系统的状态是可以转换的，在某些情况下系统有输⼊和输出，系统状态的转换是可以控制的。

3.系统性能好坏的评价指标有哪些？判断⼀个系统的好坏可以由以下四点观察：1.⽬标明确。

每个系统（部件）均为⼀个⽬标⽽运动。

系统的好坏要看它运⾏后对⽬标的贡献。

因⽽⽬标明确是评价系统的第⼀指标。

2.结构合理。

⼦系统的联接⽅式组成系统的结构。

联接清晰，路径通畅，冗余少等，以达到合理实现系统⽬标的⽬的。

3.接⼝清楚。

⼦系统之间有接⼝，系统和外部的联接也有接⼝，好的接⼝其定义应⼗分清楚。

4.能观能控。

通过接⼝，外界可以输⼊信息，控制系统的⾏为，可以通过输出观测系统的⾏为。

只有系统能观能控，系统才会有⽤，才会对⽬标作出贡献。

4.简述系统模型的定义、类型及特征？系统模型的定义：是指以某种确定的形式（如⽂字、符号、图表、实物、数学公式等），对系统某⼀⽅⾯本质属性的描述。

系统模型的分类：物理模型、数学模型系统模型的特征：（1）它是现实系统的抽象或模仿；（2）它是由反映系统本质或特征的主要因素构成的；（3）它集中体现了这些主要因素之间的关系。

5.简述计算机仿真的定义、类型、作⽤及总体流程图？计算机仿真（Computer Simulation ）定义：借助⾼速、⼤存储量数字计算机及相关技术，对复杂真实系统的运⾏过程或状态进⾏数字化模拟的技术。

计算机仿真的分类：①根据计算机分类：模拟计算机仿真、数字计算机仿真、模拟数字混合计算机仿真②根据仿真时钟与实际时钟的⽐例关系：实时仿真、⽋实时仿真、超实时仿真③根据系统模型的特性：连续系统仿真、离散事件系统仿真6.什么叫系统仿真？系统仿真（System Simulation）定义：是以相似原理、系统技术、信息技术及其应⽤领域有关专业技术为基础，以计算机、仿真软件、仿真器和各种专⽤物理效应设备为⼯具，利⽤系统模型对真实的或设想的系统进⾏动态研究的⼀门多学科的综合性技术。

计算机计算机仿真基础知识了解计算机模拟与仿真的原理与应用

计算机计算机仿真基础知识了解计算机模拟与仿真的原理与应用计算机仿真基础知识：了解计算机模拟与仿真的原理与应用计算机仿真技术是通过计算机模拟与仿真的手段来对真实世界进行复杂的建模、分析和预测的一种方法。

它在各个领域都有广泛的应用，如航空航天、汽车工业、医学研究等。

本文将介绍计算机仿真的基础知识，包括其原理和应用。

一、计算机仿真的原理1. 模拟的概念模拟，即对一个系统或对象进行逼真的复制，使之在某些方面与原对象相似。

在计算机仿真中，通过建立模型来模拟真实世界的系统或过程。

2. 计算机模型计算机模型是对真实系统进行抽象和描述的数学或逻辑模型。

它可以是物理模型、逻辑模型或数学模型。

通过计算机模型，可以对真实系统进行仿真。

3. 仿真的过程计算机仿真是通过模拟大量的实验数据和场景，运用数学、物理和仿真软件来模拟真实系统的运行过程。

仿真过程可分为建模、求解和验证三个阶段。

- 建模：选择合适的数学或逻辑模型来描述真实系统，并将其转化为计算机程序。

- 求解：使用计算机程序对模型进行求解，得到仿真结果。

- 验证：通过与真实系统的实际数据进行对比，验证仿真结果的准确性和可信度。

4. 仿真的优势计算机仿真具有以下优势：- 成本低廉：相比真实实验，仿真技术可以大大降低成本。

- 安全性高：在危险或高风险环境下，可以通过仿真技术进行模拟，避免可能的伤害。

- 时效性强：仿真技术可以大大缩短实验周期和时间成本，提高效率。

- 灵活性：可以对系统参数进行灵活调整，以研究和优化系统性能。

二、计算机仿真的应用1. 航空航天领域航空航天领域是计算机仿真的主要应用领域之一。

通过计算机模拟飞行器的飞行过程，可以评估设计的性能、飞行特性和燃料效率等。

同时，还可以对飞行器进行故障检测和故障诊断。

2. 汽车工业在汽车工业中，计算机仿真技术可以对汽车的车身结构、碰撞安全性、燃油经济性等进行评估和分析。

通过模拟不同道路条件和驾驶行为，可以优化汽车的设计，提高安全性和性能。

计算机仿真技术第三版教学设计

计算机仿真技术第三版教学设计前言计算机仿真技术作为现代科技的重要成果之一，对于各个领域的应用都有着重要的意义。

近年来，随着科技的发展，计算机仿真技术的应用范围不断扩大，对于工程、医学、航空、动画等领域都有着重要的意义。

本文旨在介绍计算机仿真技术的教学设计，帮助读者更好地了解该领域。

教学目标本教学设计的目标是让学生能够全面掌握计算机仿真技术的相关知识，能够熟练应用计算机仿真技术进行工程、医学、航空、动画等领域的应用，并且对于计算机仿真技术的未来发展有着清晰的认识。

教学内容第一章基础知识1.1 计算机仿真技术的概述1.2 计算机仿真技术的基本原理1.3 计算机仿真技术的应用领域第二章计算机模型与仿真2.1 计算机模型的基础知识2.2 三维建模软件的应用2.3 计算机仿真的基本流程第三章计算机图形学3.1 计算机图形学的基本原理3.2 图形渲染和光照效果3.3 图像处理和纹理映射第四章计算机模拟技术4.1 计算机模拟的基本原理4.2 计算机模拟的应用领域4.3 计算机模拟的参数确定和优化第五章计算机仿真与应用5.1 工程应用5.2 医学应用5.3 航空应用5.4 动画应用教学方法1.理论讲解在教学中，需要对计算机仿真技术的相关理论进行讲解，使学生能够全面掌握计算机仿真技术的相关知识。

2.实践操作计算机仿真技术属于实践性强的学科，需要在教学中加强实践操作的环节，使学生能够真正掌握相关技能。

3.项目实战在教学中，需要设置相关项目，让学生能够将理论知识运用到实践中，进一步提高学生的实战能力。

教学评估在教学中，需要设置相关考核，对学生的掌握程度进行评估。

评估内容包括：1.课堂表现评估：包括课堂听讲、课堂提问等方面。

2.作业评估：包括课后作业、实验报告等方面。

3.项目评估：对学生项目完成情况进行评估。

教学资源在教学中，需要提供相关教学资源，包括：1.PPT课件：对教学内容进行讲解，方便学生掌握相关知识。

2.实践操作指导书：对实践操作进行指导，方便学生实际操作。

计算机仿真技术第三章有修改

用于设置x，y坐标轴的名称。
输入特殊的文字需要用反斜杠（\）
开头。 2019/5/3
45
4.7 legend(‘字符串1’,‘字符串2’,…,‘字符串n’)
在屏幕上开启小视窗，然后依据绘图命令的先后次序，用对应的字符串区分图形上的线。
例
t=[0:pi/20:5*pi];
plot(t,sin(t),'r:*')
y=sin(t);
plot(t,y,'b:square')
2019/5/3
29
2019/5/3
30
其中“option”选项中有多种方案可以选择
颜色 r 红色 y 黄色 g 绿色 b 蓝色 w 白色 k 黑色 m 紫色 c 青色
2019/5/3
线型
-. 点划线
- 实线
: 虚线
-- 破折线
* 星号
+ 正号
补充：
求逆：inv(A)———只有非奇异矩阵可以求逆求行列式：det(A) 要求矩阵必须为方阵求迹(trace)： tr(A)——矩阵的迹与特征值之和相等
求秩：rank(A) 求范数：norm(A)，norm(A,1)，norm(A,inf) 求特征值：eig(A) 求矩阵指数：expm(A) 求特征多项式：poly(A)
2019/5/3
1
二 MATLAB基本控制流程结构
2.1 循环结构
A、for循环语句基本格式
步长缺省值为1，循环结构可以嵌套使用。
2019/5/3
2
B、while循环语句基本格式
若表达式为真，则执行循环体的内容，执行后再判断表达式是否为真，若不为真，则跳出循环体，向下继续执行。

计算机仿真技术基础课程设计 (2)

计算机仿真技术基础课程设计一、设计背景计算机仿真技术是一种通过计算机模拟真实系统或过程的方法，以便研究其行为或结果的技术。

随着计算机技术的不断发展，计算机仿真技术已经成为了许多领域的重要工具，如航空、汽车、化工、医学等。

因此，在计算机专业的教学中，引入计算机仿真技术的基础课程意义重大。

二、课程目标与结构2.1 课程目标本课程旨在使学生：•理解计算机仿真技术的基本概念、基本原理和方法；•掌握计算机仿真技术的主要工具和技能，包括计算机语言、特定软件和硬件平台的应用；•具备利用计算机仿真技术进行系统分析、优化和决策的能力，逐渐培养其创新意识和实践能力。

2.2 课程结构本课程包括以下几个部分：2.2.1 基本概念介绍计算机仿真技术的基本概念，如仿真、模型、模拟等概念；介绍计算机仿真技术的发展历史和应用领域。

2.2.2 基本原理介绍计算机仿真技术的基本原理，包括离散事件仿真、连续系统仿真、混合仿真等原理；介绍计算机仿真技术的主要理论和方法。

2.2.3 基础技术介绍计算机仿真技术的基础技术，包括计算机语言的应用、特定软件的使用和硬件平台的组装；介绍计算机仿真技术的主要工具和技能，如MATLAB、Simulink、Arena等工具的应用。

2.2.4 应用案例介绍计算机仿真技术在不同领域的应用案例，如工业控制、智能交通、医学模拟等案例；介绍计算机仿真技术在应用中的优点和不足。

三、课程教学方法3.1 讲授教学法通过讲授基本概念、基本原理、基础技术和应用案例等知识点来让学生掌握计算机仿真技术的基础知识和技能。

3.2 实践教学法通过具体的实践操作，如编程实现模型、使用仿真工具进行系统仿真等，来让学生掌握计算机仿真技术的应用技巧和实践能力。

3.3 研讨教学法通过研讨和讨论计算机仿真技术的应用案例和实践经验，来让学生深入了解计算机仿真技术的优缺点和发展趋势。

四、课程评价方式本课程的主要评价方式为课堂讨论和实践作业，其中包括：•课堂参与度：对学生在课堂上的表现进行评价；•实践作业：通过实践作业来检验学生对计算机仿真技术的掌握程度；•期末考试：综合考察学生对课程内容的理解和应用能力。

计算机仿真技术第三章new3

1 精确解和解析解 y 比较（如表3. 1所示） 1 t

表3. 1 方程的解析解(精确解)和数值解
t 解析解y(t) 数值解 yn 0 1 1 0.1 0.2 0.9091 0.8333 0.9 0.819 0.3 … 1.0 0.7692 … 0.5 0.7519 … 0.4628

2

令质量m=1,g=10 则有Euler方法得：
v0 10 s 0 0 vm vm 1 10h sm sm 1 vm 1h

精确解： t2 s mg 10t 2
自由落体运动方程的Euler公式求解
t0 0, y0 1 t1 0.1, y1 y0 (1 0.1 y0 ) 0.9 t 2 0.2, y2 y1 (1 0.1y1 ) 0.9 0.91 0.819 t3 0.3, y3 y2 (1 0.1 y2 ) 0.819 (1 0.1 0.819 ) 0.7519 t10 1.0, y10 y9 (1 0.1y9 ) 0.4628

其误差在1*10-2数量级，精度较差。
例3

初值问题：
dv d s mg 2 mg dt dt ds v s (t0 ) 0 dt ' s (t0 ) 10 s (0) 0 v(0) 10
分方程，并得出理想单摆运动的周期公式。从图3-1中不难看出，小球所受的合力为mgsinθ， g 0 根据牛顿第二定律可得：（3-2） l ml 0, (0) (0) mg sin 0

《计算机仿真技术基础》计算机仿真技术

总结词
适合进行经济和金融领域的数据分析
详细描述
EViews适用于经济和金融领域的数据分析，可以处理各种类型的数据，包括时间序列数据、面板数据等，并提供了丰富的图表和可视化工具。
总结词
支持多种编程语言和数据库连接
详细描述
EViews不仅支持EViews自身的脚本语言，还支持其他编程语言的接口，如C、C、Java等，同时可以连接多种数据库，如MySQL、Oracle等。
汽车工业领域仿真案例
01
车辆动力学仿真
通过计算机仿真技术模拟车辆的动力学性能，如加速、制动、操控稳定性等，优化车辆设计。
02
汽车碰撞安全仿真
03
发动机性能仿真
利用仿真技术模拟汽车碰撞过程，评估车辆的安全性能，降低开发成本和风险。
通过仿真技术模拟发动机的工作过程，预测其性能和排放，优化发动机设计。
MATLAB/Simulink
总结词
功能强大、应用广泛的仿真软件
详细描述
MATLAB是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析和数值计算的编程语言和开发环境。Simulink是MATLAB 的一个组件，提供了一个交互式的图形界面来进行系统建模和仿真。
总结词
适用范围广泛
详细描述
MATLAB/Simulink适用于多种领域的系统建模和仿真，包括控制系统、信号处理、通信系统、图像处理等。
Arena
总结词
专注于离散事件系统仿真的软件
详细描述
Arena是一款专注于离散事件系统仿真的软件，如制造系统、物流系统等。它提供了一个图形化的界面来进行系统建模和仿真，支持多种类型的离散事件仿真模型。
总结词
适用于离散事件系统的性能分析和优化

计算机仿真技术第三章new3-4

1 s (1 / T ) ln a
cost
e
e
at
sin t
cost
ze aT sin T z 2 2 zeaT cos T e 2 aT
z 2 ze aT cos T z 2 2 ze aT cos T e 2 aT
at
at /T
z za
~ ~
~
(3. 20)
由式 3. 20 可以看出，零阶保持器是把 kT 时刻的信号一直保持（外推）到 kT + T 时刻前的瞬间。零阶保持器的冲激响应函数如图 3. 8 所示。响应的幅值为 1，宽度为 T。这个特性表明零阶保持器对采样值既不放大，也不衰减，另外，也说明零阶保持器只能不增不减地保持一个采样周期。对于图 3. 8 a 特性可分解为两个阶跃函数之和，如图 3. 8 b 所示。
sin t

s
2 2
z z z e aT z e bT z sin T z 2 2 z cos T 1
z ( z cos T ) z 2 2 z cos T 1
s s2 2

( s a) 2 2
sa ( s a) 2 2
对上式取z逆变换即可得到关于y(kT)的差分方程。
Y ( z ) Ly (t ) G( z) Z Gk ( s ) G ( s ) U ( z ) Lu (t )
3.6.2
可以对采样信号 y

Z 变换
z 变换的定义在线性连续系统中，连续时间函数 y(t)的拉氏变换为 Y(s)。同样在线性离散系统中，也
0 t T
由上式可以看出一阶保持器是利用 kT 和 kT - T 时刻的值作直线外推，斜率为：

《计算机仿真技术基础》计算机仿真技术101页PPT

⑷重现系统故障，以便判断故障产生的原因(GM)。 ⑸可以避免试验的危险性。 ⑹进行系统抗干扰性能的分析研究(MM)。 ⑺训练系统操作人员(GM)。 ⑻系统仿真能为管理决策和技术决策提供依据。
正因为仿真技术对国防建设、工农业生产及科学研究均具有极大的应用价值，所以，仿真技术被美国国家关键技术委员会于1991年确定为影响美国国家安全及繁荣的22项关键技术之一。
问题：如何分析研究并保证设计出或设计中的
悬架系统具有这种卓越性能？
研究方法： 1 理论方法 2 实验方法 3 仿真方法
仿真技术与物理实验、理论研究的对比
仿真技术
物理实验
理论研究
可能性安全性
只要能建立系统系统尚未建立，则不可模型，就能进行能；有的自然系统实验
周期太长，也不可能
无危险
有危险（人身、设备）
1.1 仿真（simulation)的基本概念及其分类
1.1.1 系统仿真的定义、分类及其作用 1）系统仿真的定义系统仿真是通过对系统模型的某种操作，
研究一个存在的或设计中的系统。简言之，系统仿真是对系统模型的试验，即在仿真中，系统的模型在一定的试验条件下被行为产生器驱动，产生模型行为。
本章目录
1.1.2 计算机仿真(Computer Simulation)的定义及其分类
1)计算机仿真的定义计算机仿真是指应用几何和性能相似原理，构
成数字模型，在计算机上对系统数字模型进行某种操作。计算机仿真又称为数字仿真。
⒉计算机仿真的分类
①根据计算机分类模拟计算机仿真、数字计算机仿真、模
2）系统仿真的分类--系统模型分类方式 ①物理仿真系统模型为物理模型：实物模型(PM)。 ②数字仿真
系统模型为数字模型：数学模型和几何模型（MM&GM）。

计算机仿真技术第三章

讨论前面式子称为梯形公式或Adams公式，公式右端隐含有待求量 yn +1，故梯形法不能自行起步运算，而需有其它算法的帮助。比如每次计算都用Euler法求出初值，算出 y (tn+1 ) 的近似值 yn0+1 ，然后将 0 其代人原微分方程右端，计算导函数 f n+!的近似值 f (tn +1 , yn +1 )，最后利用梯形公式求出修正后的 yn +1 。为了提高计算精度常常需要迭代运算，即先用Euler法估算初 0 值 yn +1，然后计算 y1 +1 = yn + h [ f (tn , yn ) + f (tn +1 , yn0+1 )] n 2 1 1 2 求出 yn +1 。再由 yn +1计算 yn +1 。
y (t + h) ≈ y (t ) + hf (t , y )
将上式写成#43; hf (tn , yn ), n = 0,1, 2,L
2. Taylor级数展开对于长度 h 为的区间 (tn , tn +1 )，在其上对前述微分方程求积分得
y (tn +1 ) = y (tn ) + ∫
yn +1 = yn + hf (tn , yn ), n = 0,1, 2,L
例. 设系统方程 y + y 2 = 0 ，(0) = 1 。用Euler法求数值解( h = 0.1, 0 ≤ t ≤ 1 ) y &
& 解：原方程化为 y = − y 2 ，其中 f (t , y ) = − y 2
3.1.1 Euler法法
Eu1er法是最简单的一种数值积分方法，也是所有数值积分方法的理论基础，虽然它的计算精度比较差，实际中也很少采用，但由于它导出简单，几何意义明显，便于理解，能说明构造数值解法一般计算方法的基本思想，所以通常用它引入所有这些理论研究中的基本概念。为了使读者对数值积分算法的基本思想有个透彻的了解，下面将从三个侧面推导出Euler法数值解近似公式。 1. Taylor级数展开 2. 矩形近似解法 3. 切线近似法

计算机仿真技术与cad第三版课程设计

计算机仿真技术与CAD第三版课程设计一、课程设计的目的本课程设计的目的是通过对CAD软件的学习与应用，提高学生的计算机仿真技术能力。

通过实践操作，让学生学习并掌握CAD软件的各种基本功能和应用方法，并能灵活应用于设计中。

二、课程设计的内容2.1课程设计的要求本课程设计内容主要包括以下几个方面：•CAD软件基础操作：学生要熟练掌握CAD软件的各项基本操作，包括创建画布和图层、绘制基本几何图形、设置图形属性等。

•3D建模技术：学生要学习CAD软件中的三维建模技术，掌握如何创建三维几何图形、设置材质、灯光等。

•设计实例：学生通过多个设计案例实践练习，将所学的CAD技术应用于实际设计中，加深对CAD软件的理解。

2.2 设计案例1.基于CAD软件的餐厅设计：学生需要根据实际要求和尺寸，利用CAD软件进行餐厅的建模和布局。

2.基于CAD软件的机械零件设计：学生要通过CAD软件绘制并构建机械零件，交互式地进行装配和演示。

3.基于CAD软件的建筑设计：学生要按照实际建筑设计要求，利用CAD软件进行建模和设计。

三、课程设计的步骤1.学习CAD软件的基础操作：利用教科书和相关资料进行深入学习和练习，掌握各项基本操作。

2.通过设计案例进行实践操作：在教师的指导下，学生对设计案例进行深入研究和讨论，利用CAD软件进行实践操作和掌握技术。

3.课程设计报告：学生需要根据设计成果，撰写课程设计报告，总结学习和实践的经验，形成论文报告并进行归档。

四、评分标准1.设计案例的实践操作：占30%。

2.设计成果和报告的撰写：占40%。

3.设计讨论和反思的总结和归档：占30%。

五、结语计算机仿真技术与CAD第三版课程设计汇集了计算机技术和设计知识，要求学生具备一定的计算机基础，能够灵活使用CAD软件。

通过此课程的学习和实践操作，学生能够在设计中发挥计算机仿真技术的优势，提高设计效能。

计算机仿真技术与cad第三版教学设计

计算机仿真技术与CAD第三版教学设计
1. 前言
计算机仿真技术和CAD（计算机辅助设计）作为现代化工业制造中不可或缺的
两个技术，已经成为现代制造企业中必要的技能。

近年来，计算机仿真技术和CAD
的发展速度不断加快，相关领域的应用也越来越广泛，因此对于机械类相关专业的学生而言，熟练掌握这两项技术成为他们的必修课程。

教学设计作为改进现有教学工具和教育在学习过程中发挥积极作用的关键方法，可以帮助学生更好地理解有关计算机仿真技术和CAD的知识，进一步提高他们的学习兴趣和学习效率。

本教学设计旨在为教育者提供一些对学生进行计算机仿真技术和CAD的教育的
指导意见，并为教育者提供一个适合学生学习和理解计算机仿真技术和CAD的教学过程。

2. 教学目标
本教学设计的主要目标是帮助学生：
1.理解计算机仿真技术和CAD的概念，同时掌握其工作原理和应用方法。

2.学习计算机仿真技术和CAD软件的基本操作技能。

3.能够使用计算机仿真和CAD软件进行3D建模和2D图纸绘制。

4.了解计算机仿真技术和CAD的行业应用，并培养其对相关技术的兴趣
和热情。

1。

MATLAB-计算机仿真_3-1

X(t)
Xn
1 x n 1 x n 2 h( k1 k 2 ) k1 f (t n , x n ,u n ) k f (t n 1, x n 1, u n 1) 2
tn
tn+1
t
这一思想被广泛地应用于许多算法中，实际计算时，如果在每个积分步矩中多取几个点，分别求出其斜率 k 1， k 2 ，， k r ，然后取不同的权值 r 为：
x ( t n 1 ) x ( t n ) h f ( t n 1, x n 1, u n 1 )
dx f ( t n 1, x n 1, u n 1( t )) d t t t n 1
也能得到：
x n 1 x n h f n 1 后向欧拉法
k w 1k1 2 k 2 r k r
k
i 1
i i
后面Runge—Kutta法就是采用这样的思想来进行计算的。
梯形法的几何意义也可按折线理解，
x n 1 h h h h x n f n f n 1 x n f n f n 1 x 1 f n 1 n 2 2 2 2 2
x
X Xn+1
n
1 K2 2
X(t)
Xn K1
h/2 tn
h/2
tn+1
t
梯形法大大提高了精度，但为隐式算法，每次递推计算时需解一次非线性方程，计算量较大
由此考虑进行改进，先用Euler法计算出： x ( t n 1 ) 的近似值 x p n 1 代入导函数 f n 1
求出近似值 f p n 1 再代入梯形公式求解。 p x n 1 x n hf( tn ,x n ) 预估公式（Euler法）

计算机仿真技术(3)

13
§4.4 决策系统仿真(续1)
四、决策者决策的数学模型框架 1. 决策者的决策过程 ⑴确定决策的目标函数 L
F = i
∑ω
l= 1
il
fil
．．．．．．（4.1）
式中: Fi :第i个决策者决策的目标函数值 fil (l = 1,2,⋅ ⋅ ⋅ ,L) :第l个子目标的取值 ωil :第l个子目标的权重, 满足 ωil ≥ 0,
21
§4.4 决策系统仿真(续9)
1.
不确定型决策（1）乐观准则选取 max{max aij }所对应的行动方案作为决策。 i j （2）悲观准则在每个行动方案的最小效益值中选最大值 max{min aij } j i 所对应的行动方案作为决策。（3）等可能准则例：某厂有一种新产品，其推销策略有s1 ,s2 ,s3三种可供选择，但每个方案所需的资金，时间有所不同，加上市场情况的差别，因而获利和亏损情况也不同，而市场情况也有三种：N1需求量最大，N2需求量一般，N3 需求量小，市场情况的概率并不知道，其效益值见表 4.4，试用等可能法进行决策。
它的分布函数为：
f (x) =
其均值 µx 为
µx =
∞ −∞
1 , (0 ≤ x ≤ m) m
0, (x < 0, x > m)
m
∫ xf (x)dx = ∫
0
1 1 x2 m m x dx = [ ]0 = m m 2 2
2 方差 σ x 为
2 2 σx = ∫ (x-µx )2f(x)dx = ∫ x2f(x)dx- ∫ (2xµx -µx )f(x)dx −∞ -∞ -∞ ∞ ∞ ∞
式中 [⋅] 表示取整对于计算机而言, 都是以二进制作为基础的, 则可以按以下规则选择a和m。 j (1) m = 2 , j是某个整数, 一般m选择在机器所能表示数的范围内, 同时, 还要考虑公式计算得到的伪随机数序列的周期为m/4, 它应大于试验的持续期； (2)a一般取与 a = 的那个数, 其中k为任意整数, p为机器字长。

计算机仿真技术第3次课

2
Y ( z) z H ( z) = = 2 U ( z ) z + a1 z + a0
2010-11-20
第五次课
10
例题2 系统函数如下式，求其离散系统的差分方程。
Y ( z) z H ( z) = = 2 U ( z ) z + a1 z + a0
z Y ( z ) + a1 zY ( z ) + a0Y ( z ) = zU ( z )
m<n
1）引入中间变量
H ( z) Y ( z) bm z m + bm−1 z m−1 ⋯ + b1 z + b0 = G( z) = n n −1 U ( z) H ( z) z + an−1 z + ⋯ + a1 z + a0
引入中间变量设 H ( z) =
U (z)
H (ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ )
1 z n + an−1z n−1 + ⋯ + a1z + a0
m
[
+ a n −1 z
n −1
+ ⋯ + a1 z + a0 Y ( z )
m −1
]
+ ⋯ + b1 z + b0 U ( z )
]
系统传递函数为
Y ( z ) bm z m + bm −1 z m −1 + ⋯ + b1 z + b0 H ( z) = = n n −1 n U ( z) z + an −1 z + ⋯ + a1 z + a0
u (k )
离散系统

计算机仿真技术与cad第三版课后练习题含答案

计算机仿真技术与CAD第三版课后练习题含答案前言计算机仿真技术与CAD第三版是近年来广受欢迎的CAD教材。

本书涵盖了CAD 的基础知识、CAD的应用、计算机仿真技术等内容，适合CAD初学者和高级用户使用。

本文主要介绍本书的课后练习题及答案，希望对大家有所帮助。

第一章课后练习题及答案1.1 选择题1.以下哪项不是CAD应用的领域？A. 工程学B. 数学C. 植物学D. 医学答案：C2.CAD是什么的缩写？A. Computer-ded Design（计算机辅助设计）B. Computer-ded Distance（计算机辅助距离）C. Capsule-med Destruction（胶囊定向破坏）D. Capability-Assisted Driving（能力协助驾驶）答案：A1.2 填空题1.CAD软件主要分为三种类型，分别是2D __________ 、3D__________ 、仿真软件。

答案：制图软件、制造软件2.AutoCAD是一款 __________ 系统。

答案：二维制图3.CAD软件通常可以完成______________ 、___________ 、____________ 等操作。

答案：制图、设计、分析1.3 综合应用题设计一件简单的图形，包括设备名称、设备布局图、视图图和详细图。

并在AutoCAD中实现。

答：见图。

简单图形简单图形图中的简单图形包括了设备名称、设备布局图、视图图和详细图。

其中，设备名称为“简单图形”，设备布局图包含了该设备的位置、大小和方向信息，视图图包含了设备的3D视角，详细图则针对设备内部的结构进行了细节描绘。

使用AutoCAD可以方便地实现这件图形的设计和制图。

第二章课后练习题及答案……第三章课后练习题及答案……第四章课后练习题及答案……结语以上是《计算机仿真技术与CAD第三版》的部分课后练习题及答案，希望对大家有所帮助。

本书内容丰富、简明易懂，是一本非常优秀的CAD教材。