前言

仿真是一种利用模型开展模拟试验研究的科学活动。构造系统的模型，用模型代替实际系统进行试验，在很多情况下是十分必要的，有时甚至是研究和解决问题的唯一可行手段。近年来，建模与仿真作为一种新的计算试验技术和试验手段，已经成为一种表示问题、思考问题和解决问题的典型方法。仿真建模是一种创造性的劳动，必须透过事物复杂的表面现象，抓住其本质，找出解决问题的途径。然而，由于研究问题和研究领域差异性的存在，而且模型需要根据研究问题对系统进行合理的简化，往往很难解决好仿真应用中的建模问题。

本书针对很多领域和系统中的仿真建模技术进行了介绍和分析，主要关注模型的设计方法和应用及模型的串行运行算法。本书首先对仿真的概念、应用类型、开发过程和模型设计方法进行了介绍，然后给出了仿真模型设计的技术基础，分别从描述建模、功能建模、约束建模、限制建模和空间建模的角度介绍了不同领域的模型设计方法，最后介绍面向不同建模方法的多层次抽象建模方法和多分辨率建模的相关问题。考虑到仿真模型设计是一门实践性很强的技术，本书在介绍相关理论方法的同时，提供了相关材料的阅读文献，强调对相关建模方法的研究及实践练习，并对相关软件进行了介绍，便于学生理解和掌握不同建模方法的本质。关于不同领域建模方法和算法的介绍，国内相关书籍中较少见到。

本书的模型分类源于1995年Paul A. Fishwick教授的《Simulation Model Design and Execution》一书，与此同时，作者结合了几年来的“仿真模型设计与实现”教学的实际情况和教学经验、仿真技术的最新发展及作者对仿真模型设计方法的应用体会，修改了原书第1章的内容，补充细化了仿真模型设计基础的相关内容，增加了事件图建模方法、活动周期图建模方法、进程交互建模方法、影响图建模方法、贝叶斯网络、Modelica统一物理建模方法、Agent仿真方法、电子表格建模、多分辨率建模等内容，也补充了原有的一些建模方法中缺少的相关的实例和工程实践内容，使之更符合教学与实践的需要。

全书由李群组织编写和统稿。第1～4章、第6章和第8章由李群编写，第5章由雷永林编写，第7章由侯洪涛编写，朱一凡编写了Bond Graph的相关内容。

感谢Paul A. Fishwick教授在本书相关内容编写过程中给予的支持。

实验室的赵新、张伟、王磊、苏年乐、刘晨、陈超、仲辉、许永平、宋丽丽、朱延广、吴扬波、刘娟、王超、唐苏妍等博士研究生和硕士研究生，在书稿的编写过程中帮助收集了大量资料，并对书稿进行了仔细的校对，在此一并致谢。

最后，感谢所有关心和支持本书编写和出版的人们。

本书涉及的领域非常广泛，错误在所难免，书中不当之处敬请读者批评指正。

编著者

2009年9月于长沙