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第一章模拟计算机1

1.1低速模拟计算机1

目录1

1.2基本运算部件2

1.2.1系数器2

1.2.2加法器和积分器4

1.2.3乘法器9

1.2.4函数产生器12

1.3计算机系统16

1.3.1模拟程序的编排16

1.3.2系数的自动设置16

1.3.3状态控制17

1.3.5显示记录设备19

1.4迭代模拟计算机19

1.3.4参考电源19

1.5数控运算器（积分器和21

开关加法器）21

1.6模拟存储器（跟踪－保持电路）22

1.7时序发生器24

1.8数字逻辑排题板25

1.9模拟量／逻辑量转换装置26

参考资料26

第二章混合计算机27

2.1 概述27

2.2混合计算机中的模拟计算机29

2.3混合计算机中的数字计算机32

2.4转换装置33

2.4.1数／模转换器（DAC）33

2.4.2模／数转换器（ADC）35

2.5.1输入／输出通道39

2.5中间界面硬件39

2.5.2模／数转换器（ADC）41

2.5.3数／模转换器（DAC）41

2.5.4 中断系统42

2.5.5直接存取通道43

2.5.6 读出线43

2.5.7控制寄存器44

2.5.8地址寄存器和数据寄存器44

2.6中间界面系统组合44

2.6.1 数字计算机的输入与输出46

2.6.2模拟／数字转换47

2.6.3 16路的多路扫描器48

2.6.4数字／模拟转换49

2.6.5 中断系统49

2.6.6对模拟机的控制49

2.6.8独立数控积分器的控制50

2.6.7状态控制50

2.6.9信号选择器的控制51

2.7混合计算机软件51

2.7.1混合计算机软件的作用及特征51

2.7.2混合计算机程序53

2.7.3混合应用软件55

2.8系统仿真计算机的进展61

及展望61

2.8.1概述61

2.8.2运算速度的定量比较方法61

2.8.3未来的混合计算机63

2.8.4全数字并行仿真的进展65

2.8.5结束语68

参考资料69

图的建立71

3.1模拟结构图的建立71

3.1.1一阶微分方程组模拟结构71

题、检验和误差分析71

第三章模拟计算机的一般排71

3.1.2高阶微分方程模拟结构72

图的建立72

3.2对原始方程的改写——求机73

器方程73

3.2.1 参数法73

3.2.2化为一阶微分方程组75

3.3选择比例尺76

3.3.1幅值比例尺76

3.3.2比例尺法77

3.3.3标么法78

3.3.4时间比例尺79

3.3.5变比例尺81

3.4最大值的估计81

3.4.1二阶方程的最大值估计82

3.4.2等系数律83

3.5工作程序与检验方法84

3.5.1一般工作程序84

3.5.2检查内容与检查方法85

3.6误差分析简介87

3.6.1运算部件的误差87

3.6.2几种典型误差分析方法89

3.6.3线性二阶常系数微分方程的93

误差分析93

3.6.4提高解题精度的若干方法94

参考资料98

第四章隐函数法99

4.1 概述99

4.2稳定性问题99

4.3一阶动态误差100

4.4.1 除法：x=±y1/y2101

4.4典型电路之一——乘法器101

的应用101

4.4.2 开方：x=±？ y＞0102

4.4.3 求y的n次开方根：x=y1/n103

4.4.4坐标转换103

4.5典型电路之二——各种函数105

产生器的应用105

4.5.1 用正弦函数产生器求反三角函数和坐标转换105

4.5.2用对数函数产生器求指数函数和任意方幂函数106

4.6关于稳定性问题的进一步107

讨论107

4.6.1 当？在解题范围内两种极性都存在的情况107

4.6.2电路中包含窄频带伺服系统时的稳定性108

参考资料110

第五章传递函数的模拟111

5.1传递函数和频率响应111

5.2连续积分法112

5.3 代换法113

5.4伴随方程法114

5.4.1方法Ⅰ114

5.4.2方法Ⅱ116

5.5传递函数的模拟图表117

5.6用复合网络模拟传递函数126

5.6.1传递阻抗126

5.6.2五阻抗网络分析133

5.7恒定时延136

5.7.1帕德全通近似136

5.7.2曲线拟合法138

5.7.3利用切比雪夫范数的最佳近似138

参考资料141

6.2.1限幅特性142

6.2用比较继电器模拟142

非线性现象142

第六章 非线性系统的模拟142

6.1 概述142

6.2.2积分器的限幅特性143

6.2.3 死区143

6.2.4回环或间隙特性144

6.3用二极管电路模拟非线性特性144

6.3.1反馈限幅器145

6.3.2桥式限幅器145

6.3.3双稳触发器和多谐振荡器147

6.3.4死区和回环电路147

6.3.5最大值和最小值电路148

6.4理想二极管电路148

6.4.1绝对值和死区149

6.4.3积分器的限幅特性和回环特性150

6.4.4最大值和最小值电路150

6.4.2限幅电路150

6.5其它非线性特性的模拟151

6.5.1死区和具有死区的比较器151

6.5.2继电器特性的模拟152

6.5.3线绕电位计特性的模拟152

6.5.4静摩擦和动摩擦152

参考资料153

7.1.1矢量和矩阵的基本定义155

7.1矢量和矩阵的基本知识155

第七章代数方程求解155

7.1.2矩阵的基本运算158

7.1.3特征根和正稳定矩阵159

7.2解线性方程组160

7.2.1直接法160

7.2.2转置法160

7.2.3重排法161

7.3.1基本原理165

7.3最快降落法165

7.2.4用迭代法提高精度165

7.3.2两个常用的正定函数166

7.3.3例题167

7.4用于非线性方程的重排法169

7.4.1重排法的可能性169

7.4.2人工重排法170

7.4.3自动重排170

7.5一阶动态误差172

参考资料175

第八章变参数系统的模176

拟研究方法176

8.1 概述176

8.2变参数系统的模拟编排177

8.2.1方法Ⅰ177

8.2.2方法Ⅱ178

8.3随机信号的统计特性180

8.3.1 自相关函数和互相关函数181

8.3.2功率谱密度182

8.4权函数183

8.5线性系统对平稳白噪声184

的响应184

8.6伴随法185

参考资料191

第九章偏微分方程求解192

9.1解一阶偏微分方程的192

柯西特征法192

9.2分离变量法194

9.2.1分离变量法的原理194

9.2.2例题196

9.3有限傅里叶变换法198

9.3.1有限傅里叶变换公式198

微分方程200

9.3.2用有限傅里叶变换解偏200

9.4有限差分法202

9.4.1有限差分公式202

9.4.2一维热传导方程解法205

9.4.3梁振动方程解法207

9.4.4四阶误差公式的应用209

9.5连续空间离散时间方法214

参考资料215

第十章迭代模拟计算机的216

一般运用216

10.1低速全并行运算中的子程序216

10.1.1产生函数216

10.1.2时延环节217

10.1.3特殊部件的分时218

10.2连续存储——函数存储技术218

10.3求解多重积分220

10.4求解偏微分方程221

10.5求解积分方程222

10.6随机过程的统计计算224

10.7数控系统仿真227

参考资料228

第十一章寻优技术229

11.1参数寻优问题229

11.2迭代寻优方法232

11.2.1梯度法232

11.2.2随机法238

11.3步距的选择和结果的判断241

11.4随机过程的统计寻优241

11.5混合计算机参数寻优242

11.6函数寻优问题247

计算方法249

11.7.1极大值原理249

11.7极大值原理及其模拟249

11.7.2极大值原理的模拟计算方法250

11.8直接法252

11.8.1用达代模拟机求解：有限252

差分法252

11.8.2用混合计算机求解：梯度法253

11.9随机摄动法253

11.9.1方法Ⅰ：用数字式噪声254

11.9.2方法Ⅱ：用模拟式噪声254

11.10脉冲摄动法255

参考资料257

第十二章混合计算259

12.1概述259

12.2混合计算机产生函数的方法260

12.2.1 数字查表和数字内插方式262

12.2.2数字查表和混合码内插方式262

12.2.3数字查表和模拟内插方式263

12.2.4混合多变量函数的特殊应用——模拟程序的函数编排方法267

12.3数控系统的混合仿真269

12.3.1模拟机部份的编排270

12.3.2逻辑部件的编排271

12.3.3数字计算机程序流程图271

12.4连续系统的混合仿真272

12.4.1一般步骤和应考虑的问题272

12.4.2〔举例〕：导弹飞行动力学的混合仿真273

12.5混合计算中的误差分析280

12.5.1误差的来源280

12.5.2采样信号的频谱和采样定理281

12.5.3量化误差282

12.5.4时延284

12.5.5信号恢复误差284

12.5.6误差的补偿方法286

参考资料288