计算机仿真技术详解：分类、优缺点与过程

《计算机仿真技术与CAD》是一本探讨计算机辅助设计与仿真技术的教材，其中包含了关于仿真概念、分类、优缺点以及仿真过程的重要知识点。以下是对这些内容的详细解析： 1. 仿真概述： 仿真是一种科学方法，它基于控制理论、相似理论、信息处理技术和计算机技术等理论基础，通过计算机模拟真实或理想系统的运行状态，进行试验研究。仿真过程主要依赖于相似原理，旨在通过模拟实验来预测和分析系统的行为，以便做出决策。 2. 仿真分类： 根据相似原理，仿真可以分为三种类型：物理仿真、数学仿真和混合仿真。物理仿真利用物理模型在相似环境中进行实验，如风洞测试；数学仿真则是通过构建数学模型在计算机上进行虚拟实验，包括软件和硬件环境；混合仿真结合了两者，部分实体与虚拟模型相结合，提供更高的可信度，常用于难以精确建模的情况。 3. 物理仿真与数学仿真比较： 物理仿真具有高度的直观性和真实性，精度高，但需要实物模型和复杂的设施，成本高且时间消耗大，调整模型参数较为困难。相反，数学仿真则凭借计算机的便捷性，可以快速建立模型并进行大量实验，适用于复杂系统，但可能牺牲部分现实世界的细节和可信度。 4. 计算机仿真过程： - 确定仿真方案：首先明确仿真目标，选择合适的仿真结构和方法，设定边界和约束条件。 - 建立数学模型：对于简单系统，可通过基本定律建立模型；复杂系统则需通过实验数据辨识得到模型，准确的数学模型是仿真的基石。 - 构建仿真模型：将连续系统的数学模型转化为离散形式，如差分方程，便于计算机处理。 - 编写仿真程序：使用编程语言实现模型，设置控制算法和运行参数，进行仿真计算和结果分析。 通过学习这些章节，读者能够深入理解计算机仿真技术的核心原理和实践应用，有助于提升在CAD设计中的仿真能力，解决实际工程问题。