计算机模型测试与验证:原理、方法及应用戴维·穆拉伊史密斯国防工业 pdf下载

第1章模型及建模过程

1.1数学建模和计算机的目标

1.2需求定义和概念建模

1.3模型质量问题

1.4模型重用

1.4.1模型库

1.4.2通用模型

1.5模型分类

1.5.1连续变量模型

1.5.2离散事件和混合模型

1.5.3逆向模型与逆向方法

1.6不同类型模型与其他软件工具的交互

1.7本书组织结构·

参考文献

第2章模型测试、校核与验证的概念

2.1 模型质量、不确定性及误差

2.2模型开发、测试、及验收的迭代过程

2.3模型评估的一般原则

2.4 子模型的校核与验证

2.5 小结

参考文献

第3章 模型质量验证方法

3.1模型质量评估的输出变量选择·

3.2图形化方

3.3确定性的定量方法

3.3.1时域方法

3.3.2频域方法与分析

3.4统计方法·

3.5可视化技术

3.5.1极坐标图

参考文献

第4章模型评估的灵敏度分析

4.1灵敏度分析方法

4.2灵敏度函数

4.2.1灵敏度分析的参数摄动方法

4.2.2使用灵敏度模行灵敏度分析

4.3线性化连续状态空间模型的参数灵敏度分析

4.4连续传递函数模型的参数灵敏度分析.

4.5大小变化系统的连续模型灵敏度分析和验证·

4.6离散事件和混合模型的灵敏度分析

4.7小结

参考文献

第5章模型验证的实验数据

5.1实验建模技术..

5.2实验建模方法及其在模型开发和验证中的作用

5.2.1系统辨识及参数估计技术

5.2.2模型结构优化

5.2.3辨识问题

5.2.4实验设计和测试输入信号的选择

5.2.5参数估计精度

参考文献

第6章模型校核方法

6.1模型校核存在的普遍问题

6.1.1基于常微分方程和微分代数方程的模型校核

6.1.2基于偏微分方程的模型校核

6.1.3离散事件和混合模型校核

6.2形式化方法在模型校核中的作用

参考文献

第7章模型失效/验证方法

7.1模型验证方法

7.2定量方法

7.2.1预测验证的简单方法

7.2.2系统辨识和参数估计的方法

7.2.3栅栏函数验证方法

7.2.4基于模型失真的方法

7.2.5基于参数灵敏度分析的方法

7.3表面验证

7.4基于与其他模型类比的方法

7.5模型测试数据集·

7.6子模型和通用模型的验证

7.6.1子模型库

7.6.2通用模型

7.7分布式参数模型的特殊问题

7.8离散事件和混合模型的验证

7.9模型的验收或升级·

7.10小结

参考文献

第8章模型开发与测试中的管理问题

8.1管理规程的必要性

8.2模型管理工具

8.3模型文档和模型库使用·

8.4模型管理规程的效益与成本.

参考文献

第9章案例研究：两个内部相连容器的模型开发和测试

9.1案例研究

9.2连体容器系统的非线性模型

9.3 Cn1和Cn参数估计实验

9.3.1流量系数Ca的估计实验

9.3.2流量系数Ca的估计实验

9.3.3稳态条件下的实验结果估计系数Can和Can

9.4模型的内部校核

9.4.1代码规则检查或绘制框图

9.4.2算法检查·

9.4.3结果与解析解的比较

9.5模型验证

9.5.1图形化方法·

9.5.2模型失真方法·

9.5.3遗传算

9.5.4逆向方法

9.6基础模型的

参考文献·

第10章案例研究：直升机模型开发与应用中的

模型验证与实验设计

10.1直升机建模与中存在的问题

10.1.1直升机能验证的量化标准

10.1.2直升机模型中物理保真度探究

10.2直升机建模的系统辨识与参数估计

10.2.1方差估计

10.2.2输出误差估计

10.2.3大似然估计

10.3直升机系统辨识和模型验证的测试输入设计

10.3.1给定输入自动频谱设计

10.4六自由度直升机模型验证

10.5直升机旋翼的摇摆/气流耦合模型

10.6小结

参考文献.

第11章案例研究：人肺气体交换过程的腔室建模

11.1 引言

11.1.1呼吸生理学建模与技术

11.2连续气流/血流的简单腔室模型

11.2.1可溶于血液的气体情况

11.2.2不溶性惰性气体情况

11.2.3连续通气/血流模型的质量问题

11.3潮式呼吸的腔室模型

11.3.1二氧化碳的潮式通气模型

11.3.2二氧化碳气体交换模型辨识

11.3.3二氧化碳气体交换模型的实验约束

11.3.4实验设计与测试信号选择

11.4具有潮式通气的非均匀肺模型

11.4.1非均匀肺模型的辨识

11.5呼气交换模型的应用.

11.6气体交换建模中的质量问题

参考文献·

第12章案例研究：姿态调节和运动控制中的神经肌肉

系统元素建模.

12.1引言・

12.2系统的数学和计算机建模

12.3神经肌肉系统的生理学

12.4骨骼肌模型

12.4.1骨骼肌实验模型开发

12.4.2肌肉模型测试与验证

12.4.3肌肉模型应用

12.5神经肌肉系统的其他元素建模

12.5.1信号传输路径建模

12.5.2感受器建模

12.5.3感受器模型测试

12.6神经肌肉控制系统模型及在假设检验中的作用

12.6.1神经肌肉控制系统模型测试

参考文献

第13章展望

13.1模型测试的原则和实践：综述

13.2建模与的战略问题及模型校核、验证与确认的发展趋势

13.3模型质量评估领域的研究与发展机遇、

13.4教育方面、

13.5结束语

参考文献

主要缩略语表

是一种基于模型的活动，在工程技术、社会科学、生命科学、国民经济和国防建设等各个领域得到越来越广泛的应用，产生了巨大的影响和效益。计算机是以计算机为工具构建系统（实际的或设想的）模型，并有目的地利用模型对系行研究的学科。因此，计算机也被列为继理论研究和科学实验之后的第三种认识和改造客观世界的方法与手段。开发模型是计算机的核心任务之一，模型的质量会影响到运行的结果，因而模型的质量重要。本书主要研究与模型质量相关的内容，关注模型测试、校核与验证的过程。本书的研究填补了目前有关动态模型开发与应用方面的空白。全书共13章，可以分为六个部分。其中，部分为模型及其测试、校核与验证的基本概念介绍含第1章与第2章；第二部分为模型质量评估方法研究含第3章~第5章；第三部分为模型校核与模型验证问题研讨含第6章与第7章；第四部分为第8章，主要讨论模型校核、验证、确认和应用过程中的管理问题；第五部分以连续系统为，研究了模型校核和验证相关问题的四个应用案例，其中两个案例与工程系统有关，两个案例与生理系统建模有关含第9章~第12章；第六部分为第13章，主要对模型校核、验证与确认的发展趋行展望。本书的六个部分中，第二部分、第三部分及第五部分是研究的。是第五部分的案例研究，呈现了作者50多年以来的研究兴趣和研究工作。本书的读者对象是对建模、模型测试、校核与验证及模型评估等方面感兴趣的高校教师、本科生、研究生及相关工程研究人员。为了便于读者理解本书的研究内容，作者通过网站（http：//www.springer.com/gb/book/)提供了相关补充材料括一些与案例研究相关的数据集和模型，便于读者应用这些数据集对这些案例开展自己的研究，掌握本书提出的模型测试、校核与验证方法。参与本书翻译的人员有唐见兵、陈媚春、夏苗苗及尚京，申丹丹及郭参加了校译工作。本书的翻译工作得到了王子才院士、黄柯棣教授、李国雄研究员、查亚兵教授、尹全军教授及李革教授等专家教授的指导，还得到了国防科技大学系统工程学院机关和军事建模与系大力支持。本书的出版获得了“装备科技译著出版”的资助，并得到了张冬晔编辑等出版社同仁的无私帮助。在这里，一并表示衷心的感谢。

主译者：唐见兵

22年3月