復(fù)雜工程系統(tǒng)建模與仿真

鄧方林，第二炮兵工程學院控制教研室教授（專業(yè)技術(shù)二級），首批二炮導彈專家，全國優(yōu)秀教師，“導航、制導與控制”國家重點學科學術(shù)帶頭人，博士生導師。兼任中國系統(tǒng)仿真學會理事。中國計算機用戶協(xié)會理事及信息防護分會顧問，陜西省系統(tǒng)仿真學會副理事長。長期從事導航、制導與控制方面的教學和科研工作。獲國家優(yōu)秀教學成果二等獎1項，軍隊優(yōu)秀教學成果一等獎1項，2003年獲全軍育才獎金獎。先后主持完成了多項國家、軍隊重大課題研究，獲國家科技進步一等獎1項，二等獎2項，軍隊科技進步一等獎2項，二等獎5項，三等獎4項，發(fā)表論文100余篇。1991年被批準為國家有突出貢獻的中青年專家。1996年被選為全軍優(yōu)秀共產(chǎn)黨員，1997年選為中共十五大代表。

廖守億，博士后，第二炮兵工程學院控制教研室講師。1993年至2005年就讀于國防科技大學航天與材料工程學院，分別獲得空氣動力學、計算空氣動力學和飛行器設(shè)計專業(yè)學士、碩士和博士學位?，F(xiàn)為中國系統(tǒng)仿真學會和計算機學會會員，《計算機仿真》雜志社編委會委員。研究方向為導航、制導與控制，飛行器系統(tǒng)建模與仿真，復(fù)雜系統(tǒng)基于Agent的建模與仿真，計算機應(yīng)用與系統(tǒng)集成。曾參與國家自然科學基金、863、863-2、國防預(yù)研基金、國防預(yù)研等項目的研究，發(fā)表論文40余篇，被EI檢索10余篇。

第1章 緒論

1.1 系統(tǒng)仿真

1.1.1 系統(tǒng)仿真的定義

1.1.2 系統(tǒng)的概念與分類

1.1.3 工程與復(fù)雜工程系統(tǒng)

1.2 仿真技術(shù)的發(fā)展

1.3 導彈、航天系統(tǒng)與仿真技術(shù)

第2章 復(fù)雜系統(tǒng)與復(fù)雜性

2.1 復(fù)雜系統(tǒng)與復(fù)雜性理論

2.1.1 現(xiàn)代系統(tǒng)科學

2.1.2 非線性科學

2.1.3 復(fù)條系統(tǒng)與復(fù)雜性科學

2.1.4 復(fù)雜系統(tǒng)理論的綜合分析

2.2 復(fù)雜系統(tǒng)與復(fù)雜性處理方法

2.2.1 還原論與整體論

2.2.2 復(fù)雜性科學的方法論原則

2.2.3 開放復(fù)雜巨系統(tǒng)理論與方法

2.2.4 復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論與方法

2.2.5 復(fù)雜工程系統(tǒng)理論

2.2.6 導彈武器系統(tǒng)是復(fù)雜工程系統(tǒng)的初步分析

2.2.7 復(fù)雜系統(tǒng)與復(fù)雜性研究思路

2.3 復(fù)雜系統(tǒng)建模與仿真

2.3.1 復(fù)雜系統(tǒng)建模與仿真特點

2.3.2 復(fù)雜系統(tǒng)建模與仿真難點

2.3.3 復(fù)雜系統(tǒng)分布仿真

2.4 復(fù)雜系統(tǒng)建模與仿真的應(yīng)用領(lǐng)域

2.4.1 經(jīng)濟領(lǐng)域

2.4.2 社會領(lǐng)域

2.4.3 軍事領(lǐng)域

2.4.4 其他領(lǐng)域

第3章 戰(zhàn)略導彈運動復(fù)雜性及幾種特殊運動建模

3.1 彈體橫向彎曲振動方程的建立

3.1.1 彈體橫向自由振動方程及其運動特性

3.1.2 彈體橫向強迫振動方程及其耦合作用

3.2 彎曲振動條件下作用在彈體上的廣義力和廣義力矩

3.2.1 考慮彈性振動的推力

3.2.2 搖擺發(fā)動機產(chǎn)生的慣性力對應(yīng)的廣義力

3.2.3 空氣動力對應(yīng)的廣義力

3.2.4 用廣義質(zhì)量和廣義力表示的彈性彈體運動方程

3.3 彈性彈體結(jié)構(gòu)離散化方法——傳遞矩陣法

3.3.1 彈性元件(無質(zhì)量、無慣性)的傳遞矩陣

3.3.2 典型節(jié)點的傳遞矩陣

3.3.3 梁的總傳遞矩陣

3.3.4 單分枝梁的傳遞矩陣

3.3.5 多分枝結(jié)構(gòu)傳遞矩陣

3.3.6 用傳遞矩陣計算導彈橫向振動特性

3.4 液體推進劑晃動分析及其建模

3.4.1 液體自由晃動的基本方程

3.4.2 推進劑強迫晃動的數(shù)學建模

3.5 對晃動頻率的控制措施及晃動質(zhì)量計算

3.5.1 晃動頻率控制

3.5.2 晃動質(zhì)量及其位置

3.5.3 晃動等效力學模型——工程二次簡化

3.5.4 彈簧質(zhì)量系統(tǒng)的等效運動方程

第4章 彈道導彈六自由度一體化建模方法與理論

4.1 攝動制導理論的貢獻及其局限性

4.1.1 “攝動理論”與“攝動制導

4.1.2 導彈非線性系統(tǒng)的攝動方程

4.1.3 攝動制導的關(guān)機控制泛函

4.1.4 攝動理論對宇航事業(yè)發(fā)展的貢獻及其局限性

4.2 基于整體論的彈道導彈一體化建模理論與方法

4.2.1 問題的提出

4.2.2 彈道導彈六自由度一體化建模的原則和特點

4.2.3 系統(tǒng)整體建模與分系統(tǒng)模型的關(guān)系

4.2.4 基于整體論的導彈一體化建模方法

4.3 基于牛頓力學定律的導彈六自由度一體化建模舉例

4.3.1 六自由度建模中的坐標轉(zhuǎn)換關(guān)系

4.3.2 導彈質(zhì)心運動方程

4.3.3 繞質(zhì)心運動方程：

4.3.4 關(guān)機方程和導引方程

4.3.5 控制系統(tǒng)模型

4.3.6 導彈復(fù)合運動狀態(tài)中彈體的一體化模型

4.4 基于能量守恒原理的彈道導彈一體化建模

第5章 彈道導彈六自由度仿真與應(yīng)用

5.1 六自由度仿真模型的驗證與確認

5.1.1 理論仿真驗?zāi)?

5.1.2 六自由度仿真模型基于半實物仿真的驗?zāi)?

5.1.3 六自由度仿真模型基于飛行試驗的驗?zāi)?

5.2 六自由度仿真的實現(xiàn)_

5.2.1 用YH-F2仿真計算機實現(xiàn)六自由度仿真

5.2.2 基于小型通用并行仿真計算機的六自由度仿真研究

5.3 六自由度仿真應(yīng)用研究

5.3.1 彈道導彈全壽命六自由度仿真決策系統(tǒng)

5.3.2 在控制系統(tǒng)評審與定型中的應(yīng)用研究

5.3.3 在導彈質(zhì)量評估與發(fā)射決策中的應(yīng)用研究

5.3.4 在導彈故障分析和輔助定位中的應(yīng)用研究

5.3.5 六自由度仿真在閉環(huán)動態(tài)測試中的應(yīng)用

第6章 核武器中聚合爆轟作用的復(fù)雜性與建模仿真

6.1 爆炸作用的復(fù)雜性與計算機仿真

6.1.1 核爆炸物理過程的復(fù)雜性

6.1.2 多維非線性造成的計算復(fù)雜性

6.1.3 仿真技術(shù)在核武器發(fā)展中的重要作用

6.2 高壓環(huán)境下的固體物態(tài)方程

6.2.1 非含能固體物態(tài)方程

6.2.2 凝聚態(tài)炸藥及其爆轟產(chǎn)物物態(tài)方程

6.2.3 仿真計算中的物態(tài)方程式

6.3 大變形非線性仿真數(shù)學模型

6.3.1 ALE描述法

6.3.2 拉格朗日描述法

6.4 物理模型及其離散化

6.4.1 基本結(jié)構(gòu)

6.4.2 算法及其選擇

6.4.3 模型離散化

6.4.4 材料模型

6.5 數(shù)值仿真結(jié)果與分析

6.5.1 金屬殼層單元物理參量的變化圖

6.5.2 金屬球體情況

6.6 球形爆轟驅(qū)動計算模型的間接考核

6.6.1 間接考核試驗?zāi)Ｐ?

6.6.2 間接考核試驗?zāi)Ｐ驮囼炁c數(shù)值仿真結(jié)果對比

第7章 多傳感器組合導航與精確制導復(fù)雜性分析與建模

7.1 多傳感器組合導航復(fù)雜性分析與建模

7.1.1 多傳感器信息融合系統(tǒng)分析

7.1.2 基于卡爾曼濾波技術(shù)的組合導航系統(tǒng)建模

7.1.3 基于智能化信息融合技術(shù)的組合導航系統(tǒng)建模

7.2 精確制導武器系統(tǒng)復(fù)雜性分析

7.2.1 制導方式的多樣性

7.2.2 作戰(zhàn)過程的復(fù)雜性

7.2.3 工作環(huán)境的復(fù)雜性

7.3 一類典型的精確制導武器仿真建模

7.3.1 激光制導炸彈仿真建模

7.3.2 激光制導炸彈仿真研究

第8章 導彈攻防對抗系統(tǒng)建模

8.1 導彈攻防對抗概述

8.2 導彈攻防對抗仿真的發(fā)展及應(yīng)用

8.2.1 作戰(zhàn)模擬的發(fā)展與應(yīng)用

8.2.2 攻防對抗仿真的發(fā)展與應(yīng)用

8.3 常規(guī)導彈作戰(zhàn)對抗體系分析

8.3.1 常規(guī)導彈作戰(zhàn)體系基本構(gòu)成

8.3.2 對抗方作戰(zhàn)體系分析

8.3.3 聯(lián)合作戰(zhàn)下常規(guī)導彈作戰(zhàn)對抗體系結(jié)構(gòu)分析

8.4 常規(guī)導彈對抗仿真模型

8.4.1 常規(guī)導彈對抗過程分析

8.4.2 仿真系統(tǒng)模型

8.4.3 作戰(zhàn)行動模型

8.4.4 綜合自然環(huán)境建模

8.4.5 作戰(zhàn)決策模型

8.4.6 網(wǎng)絡(luò)管理控制模型

8.4.7 綜合評估模型

參考文獻2100433B

出版社: 國防工業(yè)出版社; 第1版 (2009年8月1日)

精裝: 352頁

正文語種: 簡體中文

開本: 32

ISBN: 9787118062489

條形碼: 9787118062489

尺寸: 20.4 x 14.2 x 2.6 cm

重量: 499 g

導彈武器系統(tǒng)是一個復(fù)雜工程系統(tǒng)，對導彈武器系統(tǒng)的研究一直是仿真領(lǐng)域的研究重點之一?！稄?fù)雜工程系統(tǒng)建模與仿真》內(nèi)容包括復(fù)雜工程系統(tǒng)建模與仿真的理論和應(yīng)用問題。其中，理論方面，包括復(fù)雜系統(tǒng)的理論及其發(fā)展、基本概念、理論基礎(chǔ)以及其建模與仿真相關(guān)的問題、復(fù)雜工程系統(tǒng)及其相關(guān)理論；應(yīng)用方面，以導彈武器系統(tǒng)為對象，對導彈武器系統(tǒng)的設(shè)計、性能評估等方面的問題進行了闡述，包括導彈運動復(fù)雜性及幾種特殊運動的建模、導彈六自由度一體化建模方法與理論及應(yīng)用、核武器中聚合爆轟作用的復(fù)雜性及其建模與仿真、導彈攻防對抗系統(tǒng)和多傳感器組合導航與精確制導復(fù)雜性分析與建模五個方面。

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本書系統(tǒng)闡述了對于導彈武器系統(tǒng)這樣的復(fù)雜工程系統(tǒng)，如何在復(fù)雜系統(tǒng)與復(fù)雜性的理論指導下，開展其建模與仿真研究。本書適合于我國航空、航天、兵器等部門從事飛行器導航、制導與控制及其他復(fù)雜系統(tǒng)、復(fù)雜工程系統(tǒng)的建模與仿真的科技工作者和工程技術(shù)人員，亦可作為航空、航天等高等院校相關(guān)學科專業(yè)研究生和教師的重要參考書。

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