前言

一、 关于本书

2004年5月，针对系统建模与仿真技术的广泛应用与发展趋势，为满足本科生教学工作的需要，教育部高等学校自动化类专业教学指导委员会决定组织编写“系统建模与仿真”课程的本科生教材，经在全国范围内招投标，确定由张晓华教授主编，薛定宇教授主审，并由清华大学出版社资助出版； 本书出版二十余年来，先后被国内数十所院校选为仿真技术类课程教材，被读者评价为“注重基础、可读性强、工程案例丰富、课件资料实用”，其也是激励作者与本书再版的主要原因。

近十年来，以MATLAB/Simscape（Multibody）可视化建模工具箱、SolidWorks三维可视化建模工具软件，以及“半实物实时仿真技术（RCP/HIL）”为代表的系统建模与仿真技术得到快速发展； 因此，根据教学需要与篇幅所限，本书在第2版的基础上，内容有所修改与增减。

（1） 在运动控制领域新增一阶并联旋转双倒立摆（PRDIP）系统的建模、控制系统设计、实物装置设计与实验内容，其中涉及“MATLAB/Simscape可视化建模、SolidWorks虚拟样机、基于RCP技术的实物装置控制”等内容； 同时，删去一阶直线双倒立摆系统的可控性研究的内容。

一阶并联旋转双倒立摆系统案例的引入，一方面有的放矢地应用现代仿真工具软件，另一方面也丰富了运动控制领域的复杂系统控制案例。作者相信，基于PRDIP系统的系统建模与仿真类课程教学，可为广大师生提供一个使用现代工具、独立思考、教学相长的学习与探究空间。

（2） 在新能源发电领域增加“光伏发电系统最大功率点跟踪控制”与“风力发电并网系统有功功率控制”系统建模与控制系统设计案例，以加强系统建模与仿真技术在电气工程领域中的工程应用案例。

（3） 在半实物实时仿真技术领域增加“RCP快速控制原型技术与HIL硬件在回路技术”工程应用案例内容，以风力发电与光伏发电领域的两个具体的新能源发电技术案例为工程背景，系统地阐述半实物实时仿真技术的工程应用方法，以强化工程案例教学，以及拓展读者半实物实时仿真技术的视野，为系统建模与仿真技术的工程应用开阔思路。

（4） 各章新增二维码对应的“拓展阅读”内容，以丰富教学资源，拓展学生视野； 同时，删减并补充了各章参考文献。

我们希望，通过以上内容的删减与补充，本书能够在“注重基础、内容精炼、可读性强”写作风格的基础上，进一步加强工程案例教学，使工程问题与基于系统建模的仿真实验有机结合，以期培养学生独立思考、勤于实践、勇于解决复杂工程问题的思维方法，以及紧随新技术发展、不断开拓进取的创新精神。

全书共分5章，其中第2、3章中的“电力电子技术”相关内容，由大连理工大学电气工程学院郭源博副教授编写，第3版中的新增内容由大连理工大学电气工程学院张晓华教授与东南大学电气工程学院高丙团教授共同组稿与审校。全书由张晓华教授统稿，东北大学薛定宇教授主审。

二、 关于教师用电子课件

为便于选用本书的院校与专业教师有效地组织教学，本书为任课教师备有电子课件，其中包括仿真技术概述PPT、各章电子教案PPT、习题解答、教学参考影像资料，以及教学文档（教学大纲、实验指导书、课程设计指导书）等资料，请选用本书作为仿真技术类课程教材的教师直接给作者发Email索取，或到清华大学出版社本书页面获取下载链接。同时，作者也希望能够与广大读者就教学内容、工程应用等问题开展讨论与交流。

三、 关于教学环节的组织

本书按授课30学时编写，其中第3章的内容可视专业与面向行业的需要适当增减，第4、5章作为拓展内容可供课程设计、毕业设计等教学环节的选题作参考，也可为广大读者选读以扩大个人的视野； 作为实践性较强的系统建模与仿真技术类课程，建议安排课程实验教学环节（8学时），有条件的院校还可安排课程设计教学环节（一周时间）； 作为以培养学生综合分析与解决复杂工程问题能力为主的专业基础课，课程考核建议采取（实验验收+习题报告+课程试卷）的“形成性评价”考核模式，重点培养与考核学生独立地“掌握知识、解决问题、归纳总结”的能力与水平。

四、 致谢

在本书的成稿与面世过程中，得到以下同仁的热诚支持与帮助： 

大连理工大学教学与改革发展基金； 

大连理工大学电气工程学院； 

合肥中科深谷科技发展有限公司； 

东北大学薛定宇教授； 

大连理工大学电气工程学院虞俊豪、于振宝、刘立鹏研究生； 

“高等学校自动化类专业系列教材”编审委员会； 

清华大学出版社。

在此，一并致以衷心的谢意。

由于编者水平有限，错误与不当之处在所难免，殷切期望广大读者批评指正。

作者

2025年3月