-機電系統(tǒng)與仿真概述解讀

機電系統(tǒng)動態(tài)仿真天津工業(yè)大學(xué)機電系主講教師:劉欣

2011年2月

通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生初步了解機電系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)以及仿真建模方法；掌握當(dāng)前流行的演算式MATLAB語言的基本知識，結(jié)合所學(xué)課程《機械控制工程》和《機電傳動控制基礎(chǔ)》，學(xué)會運用程序和建模語言進行機電系統(tǒng)仿真和輔助設(shè)計的基本技能，為今后從事科學(xué)研究打下較好的基礎(chǔ)。課程任務(wù)學(xué)時安排與考試形式

總學(xué)時：30（其中上機學(xué)時10）

考試方式：筆試70%+上課10%+上機10%+作業(yè)10%機電系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)與仿真技術(shù)概述

MATLAB語言基礎(chǔ)

系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立與仿真的數(shù)值積分方法運用仿真工具對系統(tǒng)進行數(shù)學(xué)描述建模和分析SIMULINK仿真基礎(chǔ)機電系統(tǒng)動態(tài)仿真實例教學(xué)內(nèi)容參考書目《機電系統(tǒng)動態(tài)仿真》機械工業(yè)出版社2005劉白雁《系統(tǒng)仿真技術(shù)》北京航空航天大學(xué)出版社2006彭曉源《機電系統(tǒng)仿真與設(shè)計》哈爾濱工程大學(xué)出版社2006張立勛等《基于MATLAB/simulink的系統(tǒng)仿真技術(shù)與應(yīng)用》清華大學(xué)出版社2002薛定宇《控制系統(tǒng)MATLAB計算及仿真》國防工業(yè)出版社，2004黃忠霖《系統(tǒng)仿真技術(shù)與應(yīng)用》清華大學(xué)出版社，2002年薛定宇等第一講機電系統(tǒng)與仿真概述Mechatronics=Mechanics+Electronics機械電子學(xué)=機械學(xué)+電子學(xué)從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，機電一體化技術(shù)是將機械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)等在系統(tǒng)工程基礎(chǔ)上有機地加以綜合，以實現(xiàn)整個系統(tǒng)最佳化的一門新科學(xué)技術(shù)。1.機電一體化技術(shù)1.1共性關(guān)鍵技術(shù)

1.精密機械技術(shù)

與傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品的區(qū)別：機械結(jié)構(gòu)更簡單、機械功能更強、性能更優(yōu)越?，F(xiàn)代機械要求具有更新穎的結(jié)構(gòu)、更小的體積、更輕的重量，還要求精度更高、剛度更大、動態(tài)性能更好。2.信息處理技術(shù)

信息處理技術(shù)包括信息的交換、存取、運算、判斷和決策，實現(xiàn)信息處理的工具是計算機，因此計算機技術(shù)與信息處理技術(shù)是密切相關(guān)的。計算機技術(shù)包括計算機的軟件技術(shù)和硬件技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)，數(shù)據(jù)技術(shù)等。

3.自動控制技術(shù)

自動控制技術(shù)范圍很廣，機電系統(tǒng)設(shè)計在基本控制理論指導(dǎo)下，對具體控制裝置或控制系統(tǒng)進行設(shè)計；對設(shè)計后的系統(tǒng)進行仿真和現(xiàn)場調(diào)試，最后使研制的系統(tǒng)可靠地投入運行。控制系統(tǒng)是指由被控對象和控制裝置所構(gòu)成的，能夠?qū)Ρ豢貙ο蟮墓ぷ鳡顟B(tài)進行調(diào)節(jié)、使之具有一定的狀態(tài)和性能的系統(tǒng)。4.檢測傳感技術(shù)

傳感與檢測裝置是系統(tǒng)的感受器官，它與信息系統(tǒng)的輸入端相連并將檢測到的信息輸送到信息處理部分。傳感與檢測是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它的功能越強，系統(tǒng)的自動化程度就越高。傳感與檢測的關(guān)鍵元件是傳感器。

5.伺服驅(qū)動技術(shù)伺服驅(qū)動包括電動、氣動、液壓等各種類型的驅(qū)動裝置，由微型計算機通過接口與這些傳動裝置相連接，控制它們的運動，帶動工作機械作回轉(zhuǎn)、直線以及其他各種復(fù)雜的運動。驅(qū)動裝置主要指各種電動機的驅(qū)動電源電路。

6.系統(tǒng)總體技術(shù)

是一種從整體目標(biāo)出發(fā)，用系統(tǒng)的觀點和全局角度，把功能和技術(shù)方案組成方案組進行分析、評價和優(yōu)選的綜合應(yīng)用技術(shù)。系統(tǒng)總體技術(shù)解決的是系統(tǒng)的性能優(yōu)化問題和組成要素之間的有機聯(lián)系問題，即使各個組成要素的性能和可靠性很好，但如果整個系統(tǒng)不能很好協(xié)調(diào)，系統(tǒng)也很難正常運行。1.2機電一體化技術(shù)的特色

機電一體化技術(shù)與傳統(tǒng)機電技術(shù)的區(qū)別：傳統(tǒng)機電技術(shù)的操作控制主要通過具有電磁特性的各種電器來實現(xiàn)，在設(shè)計中不考慮或很少考慮彼此間的內(nèi)在聯(lián)系；機械本體和電氣驅(qū)動界限分明，整個裝置是剛性的，不涉及軟件和計算機控制。機電一體化技術(shù)以計算機為控制中心，在設(shè)計過程中強調(diào)機械部件和電器部件間的相互作用和影響，整個裝置在計算機控制下具有一定的智能性。機電一體化技術(shù)與并行工程的區(qū)別：機電一體化技術(shù)將機械技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、控制技術(shù)和檢測技術(shù)在設(shè)計和制造階段就有機地結(jié)合在一起，十分注意機械和其他部件之間的相互作用。而并行工程將上述各種技術(shù)盡量在各自范圍內(nèi)齊頭并進，只在不同技術(shù)內(nèi)部進行設(shè)計制造，最后通過簡單疊加完成整體裝置。

機電一體化技術(shù)與自動控制技術(shù)的區(qū)別：自動控制技術(shù)的側(cè)重點是討論控制原理、控制規(guī)律、分析方法和自動系統(tǒng)的構(gòu)造等。機電一體化技術(shù)將自動控制原理及方法作為重要支撐技術(shù)，將自控部件作為重要控制部件應(yīng)用自控原理和方法，對機電一體化裝置進行系統(tǒng)分析和性能測算。機電一體化技術(shù)與計算機應(yīng)用技術(shù)的區(qū)別：機電一體化技術(shù)只是將計算機作為核心部件應(yīng)用，目的是提高和改善系統(tǒng)性能。計算機在機電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用僅僅是計算機應(yīng)用技術(shù)中的一部分，它還可以在辦公、管理及圖像處理等方面得到廣泛應(yīng)用。機電一體化技術(shù)研究的是機電一體化系統(tǒng)，而不是計算機應(yīng)用本身。1.3機電一體化的發(fā)展?fàn)顩r1).20世紀(jì)60年代前為第一階段，“萌芽階段”工程師們自覺或者不自覺地把機械產(chǎn)品和電子技術(shù)相結(jié)合，以提高機械產(chǎn)品的性能。但是由于電子技術(shù)的發(fā)展相對落后，使得機械與電子的結(jié)合還沒有得到廣泛的應(yīng)用。2).70年代到80年代為第二階段，“蓬勃發(fā)展階段”計算機技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀(jì)80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn)。機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展。各國均開始對機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品給以很大的關(guān)注和支持。3).90年代后期開始為第三階段，“智能化階段”光學(xué)、通信技術(shù)等進入了機電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支。對機電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，機電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。1.4機電一體化的發(fā)展趨勢(7)

智能化：智能化是21世紀(jì)機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維和自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。主要體現(xiàn)在診斷過程的智能化，人機接口的智能化，加工過程的智能化。模塊化：由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機械接口、電氣接口、動力接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜但又是非常重要的事。需要制定各項標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，很難制定國際或國內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定，模塊化將給機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。網(wǎng)絡(luò)化：20世紀(jì)90年代，計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。微型化：微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù)，微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。綠色化：機電一體化產(chǎn)品的綠色化是指，使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。人格化：機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能情感人性顯得越來越重要，另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體化產(chǎn)品。系統(tǒng)化：系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能大大加強。機電系統(tǒng)：機械系統(tǒng)與微電子系統(tǒng)，特別是與微處理器或微機有機結(jié)合，從而賦予新的功能和性能的一種新產(chǎn)品。應(yīng)用機械工程和電子工程相結(jié)合的這些技術(shù)的機械電子裝置（產(chǎn)品），典型的機電一體化產(chǎn)品(系統(tǒng))有：數(shù)控機床、機器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、CAD／CAM系統(tǒng)等。2.機電系統(tǒng)在機械主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引入微電子技術(shù)，并將機械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱（運用機電一體化技術(shù)的系統(tǒng)）

特點：是機械工程、電子學(xué)和智能控制算法在產(chǎn)品設(shè)計和制造中的協(xié)同整合。2.1機電系統(tǒng)的特點兩個系統(tǒng)論

物理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。物理系統(tǒng)包括各種驅(qū)動裝置、執(zhí)行機構(gòu)、傳感器；控制系統(tǒng)包括軟、硬件。三環(huán)論

機電一體化軟件機械學(xué)電子學(xué)2.2基本組成要素五塊論

典型的機電系統(tǒng)應(yīng)包含以下幾個基本要素：機械本體、動力與驅(qū)動部分、執(zhí)行機構(gòu)、傳感測試部分、控制及信息處理部分。3.機電系統(tǒng)實例4.仿真在機電系統(tǒng)設(shè)計中的作用仿真的定義仿真是指對現(xiàn)實系統(tǒng)某一層次抽象屬性的模仿。其基本思想是利用物理的或數(shù)學(xué)的模型來類比模仿現(xiàn)實過程，以尋求對真實過程的認(rèn)識。它所遵循的基本原則是相似性原理。

在工程技術(shù)界，系統(tǒng)仿真是指通過系統(tǒng)模型的試驗間接的獲取原形的規(guī)律性認(rèn)識。計算機與信息處理技術(shù)的發(fā)展給系統(tǒng)的仿真技術(shù)帶來了驚人的變化。只要設(shè)計者能夠全面了解了系統(tǒng)所處的環(huán)境及系統(tǒng)中的對象，并能夠建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，便可以使用計算機對于系統(tǒng)進行仿真與分析。1、模型的定義模型是對現(xiàn)實系統(tǒng)有關(guān)結(jié)構(gòu)信息和行為的某種形式的描述，是對系統(tǒng)的特征與變化規(guī)律的一種定量抽象，是人們認(rèn)識事物的一種手段或工具。2、模型的分類（1）物理模型是一類具有某種實物物理特征的模型，是不以人的意志為轉(zhuǎn)移的客觀存在的實體，是根據(jù)現(xiàn)實系統(tǒng)的物理性質(zhì)構(gòu)造的。如：飛行器研制中的飛行模型；船舶制造中的船舶模型等。4.1仿真模型（2）數(shù)學(xué)模型是從一定的功能或結(jié)構(gòu)上進行相似，用數(shù)學(xué)的方法來再現(xiàn)原型的功能或結(jié)構(gòu)特征。是根據(jù)現(xiàn)實系統(tǒng)的數(shù)學(xué)關(guān)系構(gòu)造的。（3）仿真模型指根據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，用仿真語言轉(zhuǎn)化為計算機可以實施的數(shù)字模型。4.2計算機仿真計算機仿真的定義

計算機仿真也稱計算機模擬，是利用計算機對研究系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和行為以及參與系統(tǒng)控制的主動者，進行動態(tài)性能的比較，利用建立的模型對系統(tǒng)進行研究和分析，并將系統(tǒng)過程演練出來。利用計算機高速而精確的計算能力、大容量存儲和處理數(shù)據(jù)的能力，結(jié)合設(shè)計者的綜合分析、邏輯判斷及創(chuàng)造性思維，用以加快設(shè)計進程、縮短設(shè)計周期、提高設(shè)計質(zhì)量的技術(shù)。

計算機仿真是基于所建立的系統(tǒng)仿真模型，利用計算機對系統(tǒng)進行分析與研究的方法。計算機仿真程序可以重復(fù)利用，方便對系統(tǒng)的修改，代價小；通過不斷的進行仿真修改可以深化對系統(tǒng)的認(rèn)識，進而對系統(tǒng)采取相應(yīng)的控制策略；利用計算機仿真，會更接近實際系統(tǒng)的工作狀態(tài)，可以實現(xiàn)機電產(chǎn)品的快速開發(fā)。計算機仿真三要素（1）系統(tǒng)：研究的對象（2）模型：系統(tǒng)的抽象（3）計算機：工具與手段計算機仿真內(nèi)容及基本步驟

包括三個基本的內(nèi)容：建模仿真實驗結(jié)果分析4.3仿真的分類按系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型描述方法分1、定量仿真：仿真系統(tǒng)中的模型均為基于一定機理和算法建立起來的確定性模型，其輸出輸入?yún)?shù)也是用數(shù)值表示，是定量的。如：動力學(xué)系統(tǒng)、電路系統(tǒng)等連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型主要是基于微分方程描述，仿真模型采用不同的離散算法；在時間點上離散的系統(tǒng)，如采樣系統(tǒng)直接采用差分方程描述，輸入輸出參數(shù)也是定量的。2、定性仿真：仿真系統(tǒng)中的模型采用定性描述，在本質(zhì)上是一種非數(shù)值化得建模仿真方法。模型及輸入輸出信息、行為表示與分析均采用一種模糊、不確定性的、非量化的表示。源于對復(fù)雜系統(tǒng)的仿真研究，因為系統(tǒng)過于復(fù)雜，建模知識不完備，無法構(gòu)造系統(tǒng)的精確定量模型；但它能處理多種形式的信息，有推理和學(xué)習(xí)的能力，能初步模仿人類思維方式。如模糊建模方法、圖像建模方法等。按仿真時鐘與墻鐘時間的比例關(guān)系分1、實時仿真：仿真時鐘推進時間與墻鐘推進時間完全一致，兩者比例因子等于1；2、欠實時仿真：仿真時鐘推進時間比墻鐘推進時間慢，一致，兩者比例因子小于1；3、超實時仿真：仿真時鐘推進時間比墻鐘推進時間快，兩者比例因子大于1。按計算機類型分1、模擬仿真：采用數(shù)學(xué)模型，在模擬計算機上進行的實驗研究。利用各種具有數(shù)學(xué)模型特征的典型電路，組成各種典型的基本運算部件，它們連接起來可以進行復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算。模擬計算機的核心是運算部分，它由我們熟知的“模擬運算放大器”為主要部件所構(gòu)成。50年代描述連續(xù)物理系統(tǒng)的動態(tài)過程比較自然逼真，具有仿真速度快、失真小、結(jié)果可靠的優(yōu)點，但受元器件性能影響，仿真精度較低，對計算機控制系統(tǒng)的仿真較困難，自動化程度低。2、數(shù)字仿真：采用數(shù)學(xué)模型，在數(shù)字計算機上借助于數(shù)值計算方法所進行的仿真實驗。是用0和1斷續(xù)變化的電脈沖數(shù)碼串表示系統(tǒng)的狀態(tài)及數(shù)值，并進行數(shù)字式運算。60年代數(shù)字仿真的計算與仿真的精度較高，但沒有專用的仿真軟件支持，需要設(shè)計人員用高級程序語言編寫求解系統(tǒng)模型及結(jié)果輸出的程序。3、混合仿真：結(jié)合了模擬仿真與數(shù)字仿真。充分利用了模擬仿真的連續(xù)信號處理功能以及數(shù)字部件的迭代、邏輯運算和復(fù)雜函數(shù)生成功能。4、現(xiàn)代計算機仿真：采用先進的微型計算機，基于專用的仿真軟件、仿真語言來實現(xiàn)，其數(shù)值計算功能強大，使用方便，易學(xué)。4.4仿真技術(shù)的應(yīng)用1、航空與航天工業(yè)飛行器設(shè)計中的三級仿真體系：純數(shù)學(xué)模擬（軟件）、半實物模擬、實物模擬或模擬飛行實驗。飛行員及宇航員訓(xùn)練用飛行仿真模擬器。2、電力工業(yè)電力系統(tǒng)動態(tài)模型實驗：電力系統(tǒng)負(fù)荷分配、瞬態(tài)穩(wěn)定性以等。電站操作人員培訓(xùn)模擬系統(tǒng)。3、原子能工業(yè)模擬核反應(yīng)堆核電站仿真器用來訓(xùn)練操作人員以及研究異常故障的排除處理。4、石油、化工及冶金工業(yè)5、非工程領(lǐng)域醫(yī)學(xué)社會學(xué)宏觀經(jīng)濟與商業(yè)策略的研究4.5仿真技術(shù)的意義1、經(jīng)濟大型、復(fù)雜系統(tǒng)直接實驗是十分昂貴的，如：空間飛行器的一次飛行實驗的成本約在1億美元左右，而采用仿真實驗僅需其成本的1/10~1/5，而且設(shè)備可以重復(fù)使用。2、安全某些系統(tǒng)（如載人飛行器、核電裝置等），直接實驗往往會有很大的危險，甚至是不允許的，而采用仿真實驗可以有效降低危險程度，對系統(tǒng)的研究起到保障作用。3、快捷提高設(shè)計效率：比如電路設(shè)計，服裝設(shè)計等等。4、具有優(yōu)化設(shè)計和預(yù)測的特殊功能對一些真實系統(tǒng)進行結(jié)構(gòu)和參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計是非常困難的，這時仿真可以發(fā)揮它特殊的優(yōu)化設(shè)計功能。在非工程系統(tǒng)中（如社會、管理、經(jīng)濟等系統(tǒng)），由于其規(guī)模及復(fù)雜程度巨大，直接實驗幾乎不可能，這時通過仿真技術(shù)的應(yīng)用可以獲得對系統(tǒng)的某種超前認(rèn)識。4.6仿真技術(shù)的發(fā)展趨勢1、硬件方面：基于多CPU并行處理技術(shù)的全數(shù)字仿真將有效提高仿真系統(tǒng)的速度，大大增強數(shù)字仿真的實時性。2、應(yīng)用軟件方面：直接面向用戶的數(shù)字仿真軟件不斷推陳出新，各種專家系統(tǒng)與智能化技術(shù)將更深入地應(yīng)用于仿真軟件開發(fā)之中，使得在人機界面、結(jié)果輸出、綜合評判等方面達到更理想的境界。3、分布式數(shù)字仿真：充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，協(xié)調(diào)合作，投資少。4、虛擬現(xiàn)實技術(shù)：綜合了計算機圖形技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)、顯示技術(shù)以及仿真技術(shù)等多學(xué)科，使人置身于真實環(huán)境之中。4.7機電系統(tǒng)動態(tài)仿真

科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展對機電系統(tǒng)的性能分析與設(shè)計提出了越來越高的要求。建立機電系統(tǒng)模型和對機電系統(tǒng)進行仿真與設(shè)計，對于系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)具有極其重要的作用。仿真的任務(wù)：在理論分析階段，通過機電系統(tǒng)的計算機仿真驗證理論分析結(jié)果的正確性；對系統(tǒng)的運動狀態(tài)給出直觀的模擬結(jié)果，是幫助設(shè)計人員分析和檢查設(shè)計結(jié)果的正確性和合理性的最有效的手段，是機電系統(tǒng)設(shè)計過程中不可缺少的內(nèi)容和環(huán)節(jié)。仿真的內(nèi)容機構(gòu)運動狀態(tài)的仿真：機構(gòu)運動學(xué)仿真和動力學(xué)仿真測試及信號處理系統(tǒng)的仿真：對傳感器及信號處理系統(tǒng)性能的仿真；測試方案對系統(tǒng)性能影響的仿真分析伺服驅(qū)動系統(tǒng)的仿真：伺服驅(qū)動系統(tǒng)的動力學(xué)特性分析控制系統(tǒng)的仿真：控制器的設(shè)計及控制性能仿真系統(tǒng)綜合性能的仿真：對整個系統(tǒng)從輸入到輸出之間各個環(huán)節(jié)性能綜合仿真分析；分析各環(huán)節(jié)之間的相互影響和耦合特性；外部擾動對系統(tǒng)性能的影響；對系統(tǒng)綜合動、靜性能作出評價。4.8計算機仿真軟件仿真軟件的發(fā)展1、程序編程階段所有問題（如：微分方程求解、矩陣運算、繪圖等）都是用高級算法語言（如C、FORTRAN等）來編寫。2、程序軟件包階段出現(xiàn)了“應(yīng)用子程序庫”。3、交互式語言階段（仿真語言）仿真語言可用一條指令實現(xiàn)某種功能，如“系統(tǒng)特征值的求解”，使用人員不必考慮什么算法，以及如何實現(xiàn)等低級問題。4、模型化圖形組態(tài)階段符合設(shè)計人員對基于模型圖形化的描述。機電系統(tǒng)常用的幾種仿真軟件1、結(jié)構(gòu)的設(shè)計與仿真軟件：Solidworks;AutodeskInventor;Pro/Engin