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| 內容簡介： |
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半实物仿真作为系统仿真技术的重要形式，具有无破坏性、可重复、安全、经济、可控等优点，可以达到节省研制经费、缩短研制周期、提高研制质量的目的，是制导控制系统研制过程中的重要检验步骤和评估手段，已经贯穿于制导控制系统研制的全寿命周期。本书围绕制导控制系统半实物仿真的任务需求，按照半实物仿真系统的工程研制过程进行内容展开。本书从基本概念建立、总体方案设计、仿真模型构建、关键设备研制、仿真试验开展等层次，详细论述半实物仿真技术所涉及的相关理论和仿真设备。本书可以供从事飞行器设计、制导控制系统研制、半实物仿真实验室建设的相关科研人员参考，也可以作为高等院校飞行器设计、制导控制系统设计、自动控制原理等专业的本科生及研究生的教材或教学参考书。
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| 關於作者： |
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常晓飞，男，博士，副教授。2010年9月—至今，任职于西北工业大学航天学院。获奖情况：1．2014年，作为主要参与人员，申请西北工业大学“研究生高水平课程建设项目”，负责《仿真理论与仿真环境》的优秀课程建设工作；2．2014年度获“三秦学者”津贴；3．2018年4月，作为主要完成人“XXXX防御体系作战概念与关键技术研究”获得军队科学技术进步奖二等奖，个人排名第三。
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| 目錄：
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目录第1章 飞行器制导控制系统半实物仿真总体概述11.1 飞行器制导控制系统简介21.1.1 制导控制系统的定义21.1.2 制导控制系统的分类21.1.3 制导控制系统的组成41.1.4 制导控制系统的设计难度61.2 制导控制系统仿真的相关概念71.2.1 系统仿真的相关概念71.2.2 系统仿真的基本原理91.2.3 系统仿真的典型分类111.2.4 系统仿真的一般过程121.2.5 制导控制系统研制中的系统仿真作用131.3 飞行器制导控制系统半实物仿真的概念及内涵151.3.1 制导控制系统半实物仿真的概念及组成151.3.2 制导控制系统半实物仿真的发展历史191.3.3 制导控制系统半实物仿真中的关键技术221.3.4 半实物仿真在制导控制系统研制中的作用261.4 本章小结27第2章 飞行器制导控制系统半实物仿真总体方案292.1 半实物仿真系统总体方案的设计思想292.1.1 半实物仿真系统总体方案设计的难度分析292.1.2 半实物仿真系统总体方案设计的要求312.1.3 半实物仿真系统总体方案设计的内容332.1.4 半实物仿真系统总体方案设计的流程352.2 典型制导控制系统半实物仿真的总体框架设计362.2.1 分布式仿真框架发展历程362.2.2 半实物仿真框架设计特点382.2.3 半实物仿真功能层次设计392.2.4 半实物仿真运行阶段设计432.2.5 半实物仿真事件消息设计442.2.6 半实物仿真设备节点设计462.2.7 半实物仿真运行机制设计472.3 典型制导控制系统半实物仿真环境的组成方案472.3.1 程控飞行器半实物仿真系统组成方案472.3.2 图像制导飞行器半实物仿真系统组成方案522.3.3 射频制导飞行器半实物仿真系统组成方案542.4 本章小结57第3章 飞行器制导控制系统半实物仿真中的数学模型583.1 仿真建模的基本原则和方法583.1.1 仿真建模的基本原则583.1.2 仿真建模的主要方法593.1.3 飞行器数学模型的组成603.2 典型飞行器动力学运动学方程613.2.1 飞行器动力学运动学方程的理论基础623.2.2 飞行器坐标系描述633.2.3 飞行器坐标系转换关系653.2.4 近程飞行器六自由度模型703.2.5 远程飞行器动力学运动学模型733.2.6 滚转导弹动力学运动学模型773.3 典型制导控制系统部件的数学模型803.3.1 探测系统数学模型803.3.2 惯性测量器件数学模型843.3.3 执行机构系统数学模型863.3.4 动力系统数学模型903.4 飞行环境模型953.4.1 地球重力场模型953.4.2 大气参数模型973.4.3 大气风场模型1023.4.4 地球海浪模型1103.5 本章小结116第4章 仿真模型实时解算技术1174.1 仿真模型的解算算法1174.1.1 动力学常微分方程的数值积分方法1184.1.2 制导控制系统传递函数的离散化方法1234.1.3 环境模型和气动数据的插值求解方法1274.2 半实物仿真的实时特性分析1304.2.1 半实物仿真中的时间定义1314.2.2 半实物仿真中的时间特性分析1324.2.3 半实物仿真中的实时性能约束1344.3 仿真模型实时解算技术总体概述1354.3.1 仿真计算机的任务及功能要求1354.3.2 仿真计算机的发展历程1364.3.3 仿真计算机的分类方法1384.3.4 仿真计算机的系统架构1394.3.5 常用的仿真建模途径1404.4 实时操作系统技术概述1424.4.1 Windows操作系统实时性能分析1434.4.2 实时操作系统的相关概念1464.4.3 实时操作系统的性能要求1474.4.4 实时操作系统的性能评价1494.4.5 实时操作系统的典型代表1524.4.6 VxWorks实时操作系统简介1544.4.7 RTX实时操作系统简介1584.4.8 QNX实时操作系统简介1654.5 典型实时仿真系统解决方案1724.5.1 iHawk并行计算机仿真系统1724.5.2 EuroSim1724.5.3 Speedgoat1724.5.4 VeriStand1734.5.5 dSPACE1734.5.6 RT-LAB1734.5.7 YH-AStar1734.5.8 KDRTS1744.5.9 海鹰仿真工作站1744.5.10 HiGale1744.5.11 HRT10001744.5.12 RTMSPlatform1754.6 仿真模型实时解算技术未来发展趋势1754.7 本章小结175第5章 半实物仿真系统中的通信接口技术1775.1 仿真系统中通信接口技术概述1775.1.1 半实物仿真系统中通信接口的类型1775.1.2 半实物仿真系统中通信接口的任务要求1785.1.3 半实物仿真系统中通信接口的性能要求1795.2 仿真通信网络接口技术1805.2.1 仿真通信网络的相关概念1805.2.2 TCP/IP通信技术1845.2.3 反射内存通信技术1895.3 仿真系统与参试产品之间的通信接口技术1935.3.1 模拟信号接口技术1935.3.2 数字输入/输出接口技术1965.3.3 串行通信技术1985.3.4 ARINC429通信技术2045.3.5 MIL-STD-1553B总线通信技术2075.3.6 CAN总线通信技术2135.3.7 LVDS通信技术2165.4 串行通信接口技术的未来发展趋势2205.5 本章小结220第6章 姿态运动特性仿真技术2216.1 陀螺仪工作特性分析2216.1.1 陀螺仪的工作原理2226.1.2 陀螺仪的误差表现2236.1.3 陀螺仪的误差起因2246.2 姿态运动仿真的概念及分类2256.2.1 姿态模拟器的任务及工作原理2266.2.2 姿态模拟器的发展历程2266.2.3 姿态模拟器的系统组成2276.2.4 姿态模拟器的分类2296.2.5 姿态模拟器的主要技术指标2326.3 姿态模拟器的关键技术内容研究2346.3.1 姿态模拟器的机械台体设计2356.3.2 姿态模拟器的结构特性分析2376.3.3 姿态模拟器的电气伺服系统选型2406.3.4 姿态模拟器的伺服控制方法2436.3.5 姿态模拟器的校准标定技术2466.3.6 姿态模拟器的控制软件设计2486.3.7 某型三轴转台的设计过程2536.4 姿态运动特性仿真的未来发展趋势2576.5 本章小结258第7章 气动负载仿真技术2597.1 舵机气动负载力矩简介2597.1.1 舵面气动负载的组成2597.1.2 舵面铰链力矩对于控制系统的影响2607.1.3 决定舵面铰链力矩大小的因素分析2607.2 气动负载仿真的概念及分类2617.2.1 气动负载模拟器的任务及工作原理2627.2.2 气动负载模拟器的发展历程2627.2.3 气动负载模拟器的系统组成2647.2.4 气动负载模拟器的分类2647.2.5 气动负载模拟器的主要技术指标2687.3 气动负载模拟器的多余力矩问题2727.3.1 多余力矩问题的相关概念2727.3.2 多余力矩问题的特点分析及影响分析2747.3.3 多余力矩问题的常用补偿方法2757.4 某型电动式负载模拟器的设计过程2817.4.1 某型电动式负载模拟器的功能要求及技术指标2817.4.2 某型电动式负载模拟器的总体方案规划2837.4.3 某型电动式负载模拟器的硬件设计选型2857.4.4 某型电动式负载模拟器的软件方案设计2927.4.5 某型电动式负载模拟器的数学模型推导2977.4.6 某型电动式负载模拟器的设计结果3057.5 气动负载仿真技术的未来发展趋势3067.6 本章小结306第8章 红外场景实时仿真技术3088.1 红外制导技术简介3088.1.1 红外制导技术的特点及发展历程3088.1.2 红外制导的工作原理3098.1.3 红外制导面临的挑战及发展趋势3118.2 红外场景动态仿真技术总体概述3128.2.1 红外场景动态仿真的发展3128.2.2 红外场景动态仿真的任务3138.2.3 红外场景动态仿真的分类3138.2.4 红外场景动态仿真的组成3148.3 红外场景建模计算技术3158.3.1 红外场景建模计算的方法及步骤3158.3.2 典型作战场景三维建模方法3188.3.3 红外辐射计算的理论基础3218.3.4 典型背景红外辐射计算方法3238.3.5 典型目标红外特征计算方法3308.3.6 典型红外干扰辐射计算方法3358.3.7 红外场景大气传输效应计算3398.3.8 典型红外场景建模软件3438.4 红外辐射场景动态生成技术3468.4.1 红外辐射场景动态生成装置的发展及分类3468.4.2 红外辐射场景动态生成装置的主要技术指标3518.4.3 红外点源目标模拟器3548.4.4 基于MOS电阻阵列的红外辐射场景动态生成装置3578.4.5 基于DMD微反射镜阵列的红外辐射场景动态生成装置3638.5 红外场景仿真的未来发展趋势3698.6 本章小结370第9章 射频电磁环境动态仿真技术3719.1 雷达制导技术简介3719.1.1 雷达射频制导的发展及分类3719.1.2 雷达导引头的分类及组成3749.1.3 雷达测量的基本工作原理3819.1.4 雷达导引头面临的挑战及发展趋势3839.2 射频电磁环境仿真技术总体概述3849.2.1 射频电磁环境仿真的发展3849.2.2 射频电磁环境仿真的任务3859.2.3 射频电磁环境仿真的分类3869.2.4 射频电磁环境仿真的组成3879.3 复杂电磁环境的射频信号计算技术3879.3.1 复杂电磁环境计算的主要内容3889.3.2 典型目标回波信号计算3919.3.3 典型杂波干扰信号计算3979.3.4 典型射频诱饵干扰计算4029.3.5 大气传输损耗计算4129.4 射频场景模拟器技术4159.4.1 射频场景模拟器的分类415
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