航天器系统仿真

本书围绕航天器的传统工程方法展开，归纳总结了基于仿真设计验证的种种特性和测试工具；阐述了模拟器数特性，以及复杂模拟器开发和验证的软件体系架构及软件实现技术，并在此基础上介绍了一些航天器仿真领域的前瞻性研究和优选的模拟器技术。重点内容包括卫星开发中的系统仿真、基于测试工具的系统功能仿真、复杂模拟器开发和验证的软件体系架构设计、基于仿真工具的航天器功能分析与星载软件设计技术、航天器系统仿真前瞻性研究、优选的模拟器技术。

引言
第一部分 基于仿真的系统开发
第1章 航天飞行中的复杂系统
第2章 系统工程中的系统仿真
2.1 航天器开发过程
2.2 系统控制及建模
2.3 算法、软硬件开发及验证
2.4 功能系统的确认
第3章 系统分析与验证仿真工具
3.1 系统设计工具
3.1.1 系统初步设计工具和概念
3.1.2 B阶段的功能系统分析工具
3.2 系统验证工具
3.2.1 功能验证平台
3.2.2 软件验证工具
3.2.3 混合动力系统测试平台
3.2.4 电气功能模型
3.2.5 面向操作的航天器模拟器
3.3 基础设施的发展历程
第4章 部件平台组件
4.1 控制台
4.2 测试程序编辑器和编译程序
4.3 专用检测设备
4.4 模拟器前端设备
4.5 航天器模拟器
4.6 设备与系统模型
第5章 航天器功能建模
5.1 功能仿真概念
5.2 姿态、轨道和弹道建模
5.3 结构力学概述
5.4 热力学基础
5.5 设备建模
第二部分 模拟器技术
第6章 系统仿真的数值基础
6.1 数值方法介绍
6.2 变换函数及系统组件建模
6.3 时间响应组件
6.4 平衡方程
6.4.1 流体系统方程组
6.4.2 航天器动力学方程组
6.4.3 航天器电气学方程组
6.5 偏微分方程的分类
6.6 偏微分方程到常微分方程的转换
6.7 数值积分方法
6.8 积分方法在系统级的应用
6.9 系统建模的边界值问题
6.10 边界值问题求根方法
6.11 控制工程中的数值计算
6.11.1 数学构建模块及其向RPN的转换
6.11.2 系统状态方程组的线性化
6.11.3 微分线性化算法
6.12 刚性DEQ系统的半隐式方法
第7章 实时仿真概述
7.1 时间定义
7.2 时间同步
7.3 模拟器时间建模
7.4 实时并行处理
第8章 面向对象的模拟器结构及系统模型
8.1 模拟器软件设计的目标
8.2 模型驱动架构
8.3 实现技术——编程语言
8.4 实现技术——统一建模语言
8.4.1 基于UML的代码生成
8.4.2 基于UML的模拟器内核设计
8.4.3 基于UML的航天器设备模型设计
8.5 实现技术——可扩展标记语言
8.6 实现技术——建模框架
8.7 从模型规范到仿真运行
8.7.1 通过设备文档定义模块
8.7.2 应用实例——光纤陀螺仪
8.7.3 设备模型规范的撰写
8.7.4 将模型规范转换为UML格式
8.7.5 代码生成及测试
8.7.6 模型集成
8.7.7 仿真运行的配置文件
8.7.8 仿真运行
第9章 标准化模拟器开发
9.1 软件工程标准概述
9.2 基于关键度的软件分类
9.3 软件标准的应用实例
9.4 航天器系统开发中的关键路径
9.5 澳0试平台配置控制与OBSW和TM／TC
9.6 测试平台的开发
9.7 工程经验与教训
第10章 系统工程基础设施中的仿真工具
10.1 系统建模语言
10.2 系统工程基础设施
10.3 工程工具间的数据交换标准
第三部分 优选技术
第11章 面向服务的模拟器核心架构
11.1 SOA模拟器初始化的实现
11.2 SOA内核数值的实现
11.3 计算与功能分配的范型
第12章 全程开发阶段的一致建模技术
12.1 交互阶段设计基础设施及要求
12.2 跨阶段模拟基础设施与工程学步骤
第13章 基于知识的仿真应用
13.1 基于规则处理的信息建模
13.2 系统行为的知识积累
13.3 知识处理器与模拟／真实系统的耦合
13.4 专家系统的用户培训应用
13.5 实现技术：作为事实过滤器的规则
第14章 自主系统仿真
14.1 传统的星载软件功能测试
14.2 故障管理功能测试
14.3 高级系统自主性测试
14.4 自主性的实现
14.4.1 改进技术一星载软／硬件（SW／HW）
14.4.2 改进技术一任务优化
14.4.3 使能技术一深空探测器的自主OBSW
缩略词表
变量和符号
参考文献