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  • 飛行器制導控制繫統半實物仿真理論與技術
    該商品所屬分類:研究生 -> 工學
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    【作者】 常曉飛 
    【所屬類別】 圖書  教材  研究生/本科/專科教材  工學 
    【出版社】電子工業出版社 
    【ISBN】9787121454066
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    內容介紹



    包裝:平塑
    是否套裝:否
    國際標準書號ISBN:9787121454066

    作者:常曉飛
    出版社:電子工業出版社
    出版時間:2023年05月 


        
        
    "
    內容簡介
    半實物仿真作為繫統仿真技術的重要形式,具有無破壞性、可重復、安全、經濟、可控等優點,可以達到研制經費、縮短研制周期、提高研制質量的目的,是制導控制繫統研制過程中的重要檢驗步驟和評估手段,已經貫穿於制導控制繫統研制的全壽命周期。本書圍繞制導控制繫統半實物仿真的任務需求,按照半實物仿真繫統的工程研制過程進行內容展開。本書從基本概念建立、總體方案設計、仿真模型構建、關鍵設備研制、仿真試驗開展等層次,詳細論述半實物仿真技術所涉及的相關理論和仿真設備。本書可以供從事飛行器設計、制導控制繫統研制、半實物仿真實驗室建設的相關科研人員參考,也可以作為高等院校飛行器設計、制導控制繫統設計、自動控制原理等專業的本科生及研究生的教材或教學參考書。
    作者簡介
    常曉飛,男,博士,副教授。2010年9月—至今,任職於西北工業大學航天學院。獲獎情況:1.2014年,作為主要參與人員,申請西北工業大學“研究生高水平課程建設項目”,負責《仿真理論與仿真環境》的優秀課程建設工作;2.2014年度獲“三秦學者”津貼;3.2018年4月,作為主要完成人“XXXX防御體繫作戰概念與關鍵技術研究”獲得軍隊科學技術進步獎二等獎,個人排名第三。
    目錄
    目錄

    第1章 飛行器制導控制繫統半實物仿真總體概述1
    1.1 飛行器制導控制繫統簡介2
    1.1.1 制導控制繫統的定義2
    1.1.2 制導控制繫統的分類2
    1.1.3 制導控制繫統的組成4
    1.1.4 制導控制繫統的設計難度6
    1.2 制導控制繫統仿真的相關概念7
    1.2.1 繫統仿真的相關概念7
    1.2.2 繫統仿真的基本原理9
    1.2.3 繫統仿真的典型分類11
    1.2.4 繫統仿真的一般過程12
    1.2.5 制導控制繫統研制中的繫統仿真作用13目錄

    第1章 飛行器制導控制繫統半實物仿真總體概述1

    1.1 飛行器制導控制繫統簡介2

    1.1.1 制導控制繫統的定義2

    1.1.2 制導控制繫統的分類2

    1.1.3 制導控制繫統的組成4

    1.1.4 制導控制繫統的設計難度6

    1.2 制導控制繫統仿真的相關概念7

    1.2.1 繫統仿真的相關概念7

    1.2.2 繫統仿真的基本原理9

    1.2.3 繫統仿真的典型分類11

    1.2.4 繫統仿真的一般過程12

    1.2.5 制導控制繫統研制中的繫統仿真作用13

    1.3 飛行器制導控制繫統半實物仿真的概念及內涵15

    1.3.1 制導控制繫統半實物仿真的概念及組成15

    1.3.2 制導控制繫統半實物仿真的發展歷史19

    1.3.3 制導控制繫統半實物仿真中的關鍵技術22

    1.3.4 半實物仿真在制導控制繫統研制中的作用26

    1.4 本章小結27

    第2章 飛行器制導控制繫統半實物仿真總體方案29

    2.1 半實物仿真繫統總體方案的設計思想29

    2.1.1 半實物仿真繫統總體方案設計的難度分析29

    2.1.2 半實物仿真繫統總體方案設計的要求31

    2.1.3 半實物仿真繫統總體方案設計的內容33

    2.1.4 半實物仿真繫統總體方案設計的流程35

    2.2 典型制導控制繫統半實物仿真的總體框架設計36

    2.2.1 分布式仿真框架發展歷程36

    2.2.2 半實物仿真框架設計特點38

    2.2.3 半實物仿真功能層次設計39

    2.2.4 半實物仿真運行階段設計43

    2.2.5 半實物仿真事件消息設計44

    2.2.6 半實物仿真設備節點設計46

    2.2.7 半實物仿真運行機制設計47

    2.3 典型制導控制繫統半實物仿真環境的組成方案47

    2.3.1 程控飛行器半實物仿真繫統組成方案47

    2.3.2 圖像制導飛行器半實物仿真繫統組成方案52

    2.3.3 射頻制導飛行器半實物仿真繫統組成方案54

    2.4 本章小結57

    第3章 飛行器制導控制繫統半實物仿真中的數學模型58

    3.1 仿真建模的基本原則和方法58

    3.1.1 仿真建模的基本原則58

    3.1.2 仿真建模的主要方法59

    3.1.3 飛行器數學模型的組成60

    3.2 典型飛行器動力學運動學方程61

    3.2.1 飛行器動力學運動學方程的理論基礎62

    3.2.2 飛行器坐標繫描述63

    3.2.3 飛行器坐標繫轉換關繫65

    3.2.4 近程飛行器六自由度模型70

    3.2.5 遠程飛行器動力學運動學模型73

    3.2.6 滾轉導彈動力學運動學模型77

    3.3 典型制導控制繫統部件的數學模型80

    3.3.1 探測繫統數學模型80

    3.3.2 慣性測量器件數學模型84

    3.3.3 執行機構繫統數學模型86

    3.3.4 動力繫統數學模型90

    3.4 飛行環境模型95

    3.4.1 地球重力場模型95

    3.4.2 大氣參數模型97

    3.4.3 大氣風場模型102

    3.4.4 地球海浪模型110

    3.5 本章小結116

    第4章 仿真模型實時解算技術117

    4.1 仿真模型的解算算法117

    4.1.1 動力學常微分方程的數值積分方法118

    4.1.2 制導控制繫統傳遞函數的離散化方法123

    4.1.3 環境模型和氣動數據的插值求解方法127

    4.2 半實物仿真的實時特性分析130

    4.2.1 半實物仿真中的時間定義131

    4.2.2 半實物仿真中的時間特性分析132

    4.2.3 半實物仿真中的實時性能約束134

    4.3 仿真模型實時解算技術總體概述135

    4.3.1 仿真計算機的任務及功能要求135

    4.3.2 仿真計算機的發展歷程136

    4.3.3 仿真計算機的分類方法138

    4.3.4 仿真計算機的繫統架構139

    4.3.5 常用的仿真建模途徑140

    4.4 實時操作繫統技術概述142

    4.4.1 Windows操作繫統實時性能分析143

    4.4.2 實時操作繫統的相關概念146

    4.4.3 實時操作繫統的性能要求147

    4.4.4 實時操作繫統的性能評價149

    4.4.5 實時操作繫統的典型代表152

    4.4.6 VxWorks實時操作繫統簡介154

    4.4.7 RTX實時操作繫統簡介158

    4.4.8 QNX實時操作繫統簡介165

    4.5 典型實時仿真繫統解決方案172

    4.5.1 iHawk並行計算機仿真繫統172

    4.5.2 EuroSim172

    4.5.3 Speedgoat172

    4.5.4 VeriStand173

    4.5.5 dSPACE173

    4.5.6 RT-LAB173

    4.5.7 YH-AStar173

    4.5.8 KDRTS174

    4.5.9 海鷹仿真工作站174

    4.5.10 HiGale174

    4.5.11 HRT1000174

    4.5.12 RTMSPlatform175

    4.6 仿真模型實時解算技術未來發展趨勢175

    4.7 本章小結175

    第5章 半實物仿真繫統中的通信接口技術177

    5.1 仿真繫統中通信接口技術概述177

    5.1.1 半實物仿真繫統中通信接口的類型177

    5.1.2 半實物仿真繫統中通信接口的任務要求178

    5.1.3 半實物仿真繫統中通信接口的性能要求179

    5.2 仿真通信網絡接口技術180

    5.2.1 仿真通信網絡的相關概念180

    5.2.2 TCP/IP通信技術184

    5.2.3 反射內存通信技術189

    5.3 仿真繫統與參試產品之間的通信接口技術193

    5.3.1 模擬信號接口技術193

    5.3.2 數字輸入/輸出接口技術196

    5.3.3 串行通信技術198

    5.3.4 ARINC429通信技術204

    5.3.5 MIL-STD-1553B總線通信技術207

    5.3.6 CAN總線通信技術213

    5.3.7 LVDS通信技術216

    5.4 串行通信接口技術的未來發展趨勢220

    5.5 本章小結220

    第6章 姿態運動特性仿真技術221

    6.1 陀螺儀工作特性分析221

    6.1.1 陀螺儀的工作原理222

    6.1.2 陀螺儀的誤差表現223

    6.1.3 陀螺儀的誤差起因224

    6.2 姿態運動仿真的概念及分類225

    6.2.1 姿態模擬器的任務及工作原理226

    6.2.2 姿態模擬器的發展歷程226

    6.2.3 姿態模擬器的繫統組成227

    6.2.4 姿態模擬器的分類229

    6.2.5 姿態模擬器的主要技術指標232

    6.3 姿態模擬器的關鍵技術內容研究234

    6.3.1 姿態模擬器的機械臺體設計235

    6.3.2 姿態模擬器的結構特性分析237

    6.3.3 姿態模擬器的電氣伺服繫統選型240

    6.3.4 姿態模擬器的伺服控制方法243

    6.3.5 姿態模擬器的校準標定技術246

    6.3.6 姿態模擬器的控制軟件設計248

    6.3.7 某型三軸轉臺的設計過程253

    6.4 姿態運動特性仿真的未來發展趨勢257

    6.5 本章小結258

    第7章 氣動負載仿真技術259

    7.1 舵機氣動負載力矩簡介259

    7.1.1 舵面氣動負載的組成259

    7.1.2 舵面鉸鏈力矩對於控制繫統的影響260

    7.1.3 決定舵面鉸鏈力矩大小的因素分析260

    7.2 氣動負載仿真的概念及分類261

    7.2.1 氣動負載模擬器的任務及工作原理262

    7.2.2 氣動負載模擬器的發展歷程262

    7.2.3 氣動負載模擬器的繫統組成264

    7.2.4 氣動負載模擬器的分類264

    7.2.5 氣動負載模擬器的主要技術指標268

    7.3 氣動負載模擬器的多餘力矩問題272

    7.3.1 多餘力矩問題的相關概念272

    7.3.2 多餘力矩問題的特點分析及影響分析274

    7.3.3 多餘力矩問題的常用補償方法275

    7.4 某型電動式負載模擬器的設計過程281

    7.4.1 某型電動式負載模擬器的功能要求及技術指標281

    7.4.2 某型電動式負載模擬器的總體方案規劃283

    7.4.3 某型電動式負載模擬器的硬件設計選型285

    7.4.4 某型電動式負載模擬器的軟件方案設計292

    7.4.5 某型電動式負載模擬器的數學模型推導297

    7.4.6 某型電動式負載模擬器的設計結果305

    7.5 氣動負載仿真技術的未來發展趨勢306

    7.6 本章小結306

    第8章 紅外場景實時仿真技術308

    8.1 紅外制導技術簡介308

    8.1.1 紅外制導技術的特點及發展歷程308

    8.1.2 紅外制導的工作原理309

    8.1.3 紅外制導面臨的挑戰及發展趨勢311

    8.2 紅外場景動態仿真技術總體概述312

    8.2.1 紅外場景動態仿真的發展312

    8.2.2 紅外場景動態仿真的任務313

    8.2.3 紅外場景動態仿真的分類313

    8.2.4 紅外場景動態仿真的組成314

    8.3 紅外場景建模計算技術315

    8.3.1 紅外場景建模計算的方法及步驟315

    8.3.2 典型作戰場景三維建模方法318

    8.3.3 紅外輻射計算的理論基礎321

    8.3.4 典型背景紅外輻射計算方法323

    8.3.5 典型目標紅外特征計算方法330

    8.3.6 典型紅外干擾輻射計算方法335

    8.3.7 紅外場景大氣傳輸效應計算339

    8.3.8 典型紅外場景建模軟件343

    8.4 紅外輻射場景動態生成技術346

    8.4.1 紅外輻射場景動態生成裝置的發展及分類346

    8.4.2 紅外輻射場景動態生成裝置的主要技術指標351

    8.4.3 紅外點源目標模擬器354

    8.4.4 基於MOS電阻陣列的紅外輻射場景動態生成裝置357

    8.4.5 基於DMD微反射鏡陣列的紅外輻射場景動態生成裝置363

    8.5 紅外場景仿真的未來發展趨勢369

    8.6 本章小結370

    第9章 射頻電磁環境動態仿真技術371

    9.1 雷達制導技術簡介371

    9.1.1 雷達射頻制導的發展及分類371

    9.1.2 雷達導引頭的分類及組成374

    9.1.3 雷達測量的基本工作原理381

    9.1.4 雷達導引頭面臨的挑戰及發展趨勢383

    9.2 射頻電磁環境仿真技術總體概述384

    9.2.1 射頻電磁環境仿真的發展384

    9.2.2 射頻電磁環境仿真的任務385

    9.2.3 射頻電磁環境仿真的分類386

    9.2.4 射頻電磁環境仿真的組成387

    9.3 復雜電磁環境的射頻信號計算技術387

    9.3.1 復雜電磁環境計算的主要內容388

    9.3.2 典型目標回波信號計算391

    9.3.3 典型雜波干擾信號計算397

    9.3.4 典型射頻誘餌干擾計算402

    9.3.5 大氣傳輸損耗計算412

    9.4 射頻場景模擬器技術415

    9.4.1 射頻場景模擬器的分類415



     
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