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航天系統建模與模擬(精)

  • 作者：王華//李海陽//周劍勇|責編:馬?
  • 出版社：中國宇航
  • ISBN：9787515925646
  • 出版日期：2025/07/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：399
人民幣：RMB 158 元      售價：元
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內容大鋼
    航天系統建模與模擬是航空宇航科學與技術、軟體工程、系統工程等多學科交叉的應用技術。本書對航天系統建模與模擬的模型、模擬演算法和軟體實現做了詳細闡述，主要內容包括航天系統模擬基本概念、航天系統基礎模型、航天系統模擬模型、航天系統模擬方法、航天系統模擬工具、航天系統模擬試驗、航天系統模擬可視化、高級模擬技術，最後給出了交會對接模擬的綜合實例。本書注重理論與實踐的有機結合，每章都給出了關鍵技術的軟體代碼，並在最後一章給出了一個完整的交會對接模擬系統軟體代碼。
    本書可作為高等院校航空宇航科學與技術、自動化、系統工程等專業的本科生和研究生的教材，也可供從事飛行器設計、系統模擬、自動控制的科研人員和工程師參考。
作者介紹
王華//李海陽//周劍勇|責編:馬?
目錄
第1章  緒論
  1.1  航天概述
    1.1.1  航天發展簡史
    1.1.2  飛行器分類
  1.2  系統模擬概述
    1.2.1  從第一範式到第四範式
    1.2.2  系統模擬概念
    1.2.3  系統模擬分類
    1.2.4  航天系統模擬層次
  1.3  系統模擬步驟
  1.4  航天系統模擬應用
    1.4.1  何時使用模擬
    1.4.2  航天器研製過程
    1.4.3  航天器研製需要的模擬工具
  1.5  航天系統模擬發展
    1.5.1  美國
    1.5.2  歐洲
    1.5.3  中國
  1.6  航天系統模擬實現
    1.6.1  AstroLib航天模擬庫
    1.6.2  向量和矩陣
    1.6.3  一些技巧
  1.7  本書主要內容
    參考文獻
第2章  航天系統基礎模型
  2.1  系統數學模型分類和形式
    2.1.1  系統建模過程和原則
    2.1.2  數學模型分類
    2.1.3  連續系統的數學模型形式
  2.2  時間系統
    2.2.1  世界時系統
    2.2.2  曆書時與動力學時
    2.2.3  原子時系統
    2.2.4  時間系統轉換
    2.2.5  年、曆元與儒略日
  2.3  時間類型
    2.3.1  年月日時分秒
    2.3.2  年日
    2.3.3  儒略日
    2.3.4  任務累積時間
    2.3.5  天時分秒
  2.4  坐標系統
    2.4.1  基本概念
    2.4.2  星際坐標系統
    2.4.3  地球基準坐標系統
    2.4.4  航天器基準坐標系統
  2.5  坐標類型
    2.5.1  坐標類型及模擬實現
    2.5.2  坐標類型轉換及模擬實現
    參考文獻

第3章  航天系統模擬模型
  3.1  航天器運動學參數
    3.1.1  質心運動學參數
    3.1.2  軌道參數轉換
    3.1.3  姿態運動學參數
    3.1.4  姿態參數轉換
  3.2  質心動力學模型
    3.2.1  質心動力學
    3.2.2  非慣性系中的質心動力學
    3.2.3  軌道攝動理論
    3.2.4  軌道動力學模擬實現
  3.3  姿態動力學模型
    3.3.1  姿態運動學
    3.3.2  姿態動力學
    3.3.3  空間環境力矩
    3.3.4  姿態動力學模擬實現
  3.4  空間環境模型
    3.4.1  空間引力場模型
    3.4.2  大氣模型
    3.4.3  空間磁場模型
    3.4.4  星曆模型
    3.4.5  空間環境模型模擬實現
  3.5  航天器其他模型
    3.5.1  敏感器模型
    3.5.2  執行機構模型
    3.5.3  電源相關模型
    參考文獻
第4章  航天系統模擬方法
  4.1  連續系統數值積分方法
    4.1.1  單步法
    4.1.2  多步法
  4.2  數值積分方法和計算步長選擇
    4.2.1  誤差和穩定性分析
    4.2.2  數值積分方法選擇
    4.2.3  計算步長選擇
    4.2.4  軌道外推對比分析
  4.3  數值積分方法的模擬實現
    4.3.1  右函數模擬實現
    4.3.2  龍格-庫塔法模擬實現
  4.4  離散事件模擬方法
    4.4.1  基本概念
    4.4.2  離散事件系統模擬策略
    4.4.3  離散事件系統模擬語言
    參考文獻
第5章  航天系統模擬工具
  5.1  模擬工具的分類和選擇
    5.1.1  模擬工具歷史
    5.1.2  模擬工具分類
    5.1.3  模擬工具特徵
    5.1.4  模擬工具選擇

  5.2  航天模擬庫AstroLib
    5.2.1  AstroLib概述
    5.2.2  AstroLib功能
    5.2.3  AstroLib對模擬的支持功能
    5.2.4  航天器六自由度模擬實例
  5.3  Matlab/Simulink
    5.3.1  Matlab/Simulink概述
    5.3.2  Simulink模擬原理
    5.3.3  Matlab/Simulink對模擬的支持功能
    5.3.4  航天器六自由度模擬實例
  5.4  其他模擬工具
    5.4.1  航天開源工具
    5.4.2  航天閉源工具
    5.4.3  通用模擬工具
    5.4.4  統計分析工具
    參考文獻
第6章  航天系統模擬試驗
  6.1  蒙特卡洛法
    6.1.1  基本思想和步驟
    6.1.2  結果估計
    6.1.3  誤差分析
    6.1.4  蒙特卡洛法的特點
    6.1.5  飛行器渦輪葉片模擬實例
  6.2  試驗設計方法
    6.2.1  基本概念
    6.2.2  全面試驗法
    6.2.3  正交試驗法
    6.2.4  均勻試驗法
    6.2.5  極限分析法
    6.2.6  交會對接模擬試驗設計實例
  6.3  抽樣方法
    6.3.1  常用抽樣方法
    6.3.2  拉丁超立方抽樣法
  6.4  隨機變數產生方法
    6.4.1  均勻隨機數生成
    6.4.2  正態分佈隨機變數生成
    6.4.3  其他分佈隨機變數生成
    6.4.4  模擬實現
  6.5  方差縮減技術
    6.5.1  公用隨機數法
    6.5.2  對偶變數法
    6.5.3  重要採樣法
    6.5.4  控制變數法
    參考文獻
第7章  航天系統模擬可視化
  7.1  可視化技術基礎
    7.1.1  可視化模擬概述
    7.1.2  電腦圖形學基礎
    7.1.3  可視化模擬關鍵問題
  7.2  航天系統模擬可視化特點與步驟

    7.2.1  航天系統模擬可視化特點
    7.2.2  航天系統模擬可視化步驟
  7.3  常用可視化軟硬體
    7.3.1  建模軟體
    7.3.2  渲染軟體
    7.3.3  可視化硬體
  7.4  導彈攻防可視化實例
    7.4.1  系統總體設計
    7.4.2  可視化需求分析
    7.4.3  二維可視化實現
    7.4.4  三維可視化實現
  7.5  基於OpenGL的衛星可視化實例
    7.5.1  實例描述
    7.5.2  總體結構
    7.5.3  程序實現
    7.5.4  可視化效果
    參考文獻
第8章  高級模擬技術
  8.1  並行模擬
    8.1.1  並行模擬概述
    8.1.2  C++多線程並行模擬
    8.1.3  OpenMP
    8.1.4  MPI
  8.2  分散式模擬
    8.2.1  分散式模擬概述
    8.2.2  分佈交互模擬DIS
    8.2.3  高層體系結構HLA
    8.2.4  分散式模擬平台dSIM
  8.3  半實物模擬
    8.3.1  半實物模擬概述
    8.3.2  實時模擬電腦、軟體及介面
    8.3.3  物理效應模擬技術
    8.3.4  遙操作半實物模擬實例
  8.4  模型的校核、驗證與確認
    8.4.1  VV&A基本概念
    8.4.2  VV&A技術與方法
    參考文獻
第9章  交會對接模擬實例
  9.1  交會對接概述
    9.1.1  交會對接概念
    9.1.2  交會對接任務飛行階段
  9.2  交會對接接近段模擬建模
    9.2.1  軌道動力學模型
    9.2.2  追蹤器制導控制模型
  9.3  交會對接接近段模擬實現
    9.3.1  總體架構設計
    9.3.2  航天器動力學模擬實現
    9.3.3  追蹤器制導控制模擬實現
    9.3.4  模擬總控模擬實現
  9.4  交會對接接近段模擬試驗

    9.4.1  標稱模擬
    9.4.2  蒙特卡洛模擬
    參考文獻
附錄A  思考題
附錄B  Gitee使用
附錄C  航天模擬相關網站

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