前言

仿真是一種利用模型開展模擬試驗研究的科學活動。構造系統的模型，用模型代替實際系統進行試驗，在很多情況下是十分必要的，有時甚至是研究和解決問題的唯一可行手段。近年來，建模與仿真作為一種新的計算試驗技術和試驗手段，已經成為一種表示問題、思考問題和解決問題的典型方法。仿真建模是一種創造性的勞動，必須透過事物復雜的表面現象，抓住其本質，找出解決問題的途徑。然而，由于研究問題和研究領域差異性的存在，而且模型需要根據研究問題對系統進行合理的簡化，往往很難解決好仿真應用中的建模問題。

本書針對很多領域和系統中的仿真建模技術進行了介紹和分析，主要關注模型的設計方法和應用及模型的串行運行算法。本書首先對仿真的概念、應用類型、開發過程和模型設計方法進行了介紹，然后給出了仿真模型設計的技術基礎，分別從描述建模、功能建模、約束建模、限制建模和空間建模的角度介紹了不同領域的模型設計方法，最后介紹面向不同建模方法的多層次抽象建模方法和多分辨率建模的相關問題。考慮到仿真模型設計是一門實踐性很強的技術，本書在介紹相關理論方法的同時，提供了相關材料的閱讀文獻，強調對相關建模方法的研究及實踐練習，并對相關軟件進行了介紹，便于學生理解和掌握不同建模方法的本質。關于不同領域建模方法和算法的介紹，國內相關書籍中較少見到。

本書的模型分類源于1995年Paul A. Fishwick教授的《Simulation Model Design and Execution》一書，與此同時，作者結合了幾年來的“仿真模型設計與實現”教學的實際情況和教學經驗、仿真技術的最新發展及作者對仿真模型設計方法的應用體會，修改了原書第1章的內容，補充細化了仿真模型設計基礎的相關內容，增加了事件圖建模方法、活動周期圖建模方法、進程交互建模方法、影響圖建模方法、貝葉斯網絡、Modelica統一物理建模方法、Agent仿真方法、電子表格建模、多分辨率建模等內容，也補充了原有的一些建模方法中缺少的相關的實例和工程實踐內容，使之更符合教學與實踐的需要。

全書由李群組織編寫和統稿。第1～4章、第6章和第8章由李群編寫，第5章由雷永林編寫，第7章由侯洪濤編寫，朱一凡編寫了Bond Graph的相關內容。

感謝Paul A. Fishwick教授在本書相關內容編寫過程中給予的支持。

實驗室的趙新、張偉、王磊、蘇年樂、劉晨、陳超、仲輝、許永平、宋麗麗、朱延廣、吳揚波、劉娟、王超、唐蘇妍等博士研究生和碩士研究生，在書稿的編寫過程中幫助收集了大量資料，并對書稿進行了仔細的校對，在此一并致謝。

最后，感謝所有關心和支持本書編寫和出版的人們。

本書涉及的領域非常廣泛，錯誤在所難免，書中不當之處敬請讀者批評指正。

編著者

2009年9月于長沙