仿真系统的设计与应用 (2009 年度畅销榜NO.44763 )

本书是仿真系统设计、实现与应用方面的专著。本书系统地论述了仿真系统总体设计、数学仿真、射频制导仿真、水下制导仿真和光学成像制导仿真等技术内容，重点介绍了运载火箭、飞航导弹、制导鱼雷和反坦克导弹等多种武器装备的半实物仿真应用中的具体问题。这是仿真技术领域第一本翔实地介绍有关仿真工程建设与应用的书籍，它涵盖了工程实践中如何规划、论证、设计与使用仿真系统等诸多具体问题。\r\n 本书可供从事系统研究、设计、仿真的科研工作者、工程技术人员、管理工作者学习与参考，也可作为高等院校有关专业师生的参考书。

第一章 引论\r\n\r\n1.1 概述\r\n1.1.1 基本概念和定义\r\n1.1.2 仿真系统的组成和分类\r\n1.2 仿真系统构造过程\r\n1.2.1 概述\r\n1.2.2 仿真系统构造流程图\r\n1.2.3 仿真系统设计过程\r\n1.2.4 仿真系统建设实施过程\r\n1.2.5 仿真系统集成与验收\r\n1.2.6 几个应注意的问题\r\n1.3 仿真系统实现中的若干问题\r\n1.3.1 概述\r\n1.3.2 仿真系统论证与设计中的三大要素\r\n1.3.3 先期验证与集智攻关\r\n1.3.4 加强总体\r\n1.3.5 仿真系统的运行环境保障\r\n1.3.6 忠告\r\n主要参考文献\r\n\r\n第二章 弹道导弹和运载火箭数字仿真系统的设计与应用\r\n\r\n2.1 概述\r\n2.1.1 弹(箭)仿真系统的功用\r\n2.1.2 典型的弹(箭)仿真系统\r\n2.1.3 本章的要旨\r\n2.2 专用机仿真系统\r\n2.2.1 银河I型仿真系统\r\n2.2.2 银河II型仿真系统\r\n2.3 通用机仿真系统\r\n2.3.1 双机仿真系统\r\n2.3.2 小巨型机仿真系统\r\n2.3.3 仿真建模与验模技术\r\n2.3.4 系统连接和环境支持仿真技术\r\n2.4 多微机仿真系统\r\n2.4.1 系统组成\r\n2.4.2 试验方案\r\n2.4.3 实施方案\r\n2.4.4 全量模型检验\r\n2.5 弹(箭)数字仿真系统的发展前景\r\n主要参考文献\r\n\r\n第三章 飞航导弹射频制导仿真系统的设计与应用\r\n\r\n3.1 概述\r\n3.1.1 射频仿真系统主要技术参数\r\n3.1.2 系统组成与工作原理\r\n3.2 阵列天线与微波馈电系统\r\n3.2.1 主要性能参数\r\n3.2.2 二元组线阵的工作原理\r\n3.2.3 天线与馈电系统设计\r\n3.2.4 射频信号动态范围与射频功率链路计算\r\n3.2.5 阵列天线球面屏的设计与工艺特点\r\n3.3 射频信号生成系统\r\n3.3.1 主要技术指标\r\n3.3.2 捷变频雷达回波模拟技术\r\n3.3.3 干扰环境模拟技术\r\n3.4 计算机控制系统\r\n3.4.1 系统组成与功能概述\r\n3.4.2 计算机通信系统设计\r\n3.4.3 计算机控制系统设计特点\r\n3.5 信号监测与数据采集系统\r\n3.5.1 系统功能与组成\r\n3.5.2 射频信号监测系统\r\n3.5.3 状态监视系统\r\n3.5.4 数据采集系统\r\n3.6 阵列天线校准系统\r\n3.6.1 系统功能与组成\r\n3.6.2 设计特点\r\n3.6.3 系统校准过程\r\n3.7 屏蔽暗室\r\n3.7.1 主要性能参数\r\n3.7.2 结构与设备配置\r\n3.7.3 性能测试\r\n3.8 飞行运动模拟器与其他非标准设备\r\n3.8.1 飞行运动模拟器\r\n3.8.2 气压高度模拟器\r\n3.8.3 舵机负载模拟器\r\n3.9 射频仿真系统的应用与前景\r\n3.9.1 应用实例\r\n3.9.2 应用前景\r\n主要参考文献\r\n\r\n第四章 鱼雷制导仿真系统的设计与实现\r\n\r\n4.1 概述\r\n4.1.1 鱼雷制导系统及其仿真方法\r\n4.1.2 典型的鱼雷制导仿真系统\r\n4.2 鱼雷制导仿真系统总体设计\r\n4.2.1 设计准则与技术指标分析\r\n4.2.2 仿真系统总体设计\r\n4.3 变压消声水罐\r\n4.3.1 功能\r\n4.3.2 组成\r\n4.3.3 主要参数的确定\r\n4.3.4 消声衬里\r\n4.3.5 变压消声水罐的安装与定位\r\n4.3.6 自由声场的测试与标定\r\n4.4 水下目标角仿真原理及实现\r\n4.4.1 水下目标角仿真原理\r\n4.4.2 水下双轴转台的驱动信号\r\n4.4.3 水下双轴转台主要技术要求的确定\r\n4.4.4 水下双轴转台的主要技术要求\r\n4.4.5 总体方案的确定\r\n4.4.6 机械台体的设计\r\n4.4.7 水下双轴转台控制系统设计\r\n4.5 目标背景实时生成系统\r\n4.5.1 系统的功能与组成\r\n4.5.2 阵元与基阵\r\n4.5.3 自噪声和混响布阵\r\n4.5.4 功率放大器组\r\n4.5.5 目标背景信号生成系统\r\n4.5.6 目标背景仿真模型\r\n4.5.7 目标背景实时仿真数字信号处理计算机\r\n4.5.8 模型简化与并行软件设计\r\n4.6 仿真系统的调试与误差分析\r\n4.6.1 系统调试目的和要求\r\n4.6.2 系统调试步骤\r\n4.6.3 信号监测与故障隔离措施\r\n4.6.4 误差分析\r\n4.7 数学仿真\r\n4.7.1 型号研制全过程的数学仿真方法\r\n4.7.2 弹道建模与实现\r\n4.7.3 典型的制导系统数学仿真\r\n4.8 鱼雷仿真技术的应用与展望\r\n4.8.1 数学仿真技术的应用\r\n4.8.2 半实物仿真技术的应用\r\n4.8.3 鱼雷仿真技术展望\r\n主要参考文献\r\n\r\n第五章 反坦克导弹制导仿真系统的设计与应用\r\n\r\n5.1 概述\r\n5.1.1 反坦克导弹制导系统仿真的特点\r\n5.1.2 典型反坦克导弹制导仿真系统\r\n5.2 反坦克导弹仿真系统的设计与实现\r\n5.2.1 光学成像仿真系统设计准则与性能指标\r\n5.2.2 计算机图像生成系统设计\r\n5.2.3 仿真系统中的射手环节\r\n5.2.4 制导兵器系统仿真中的特殊非标准设备\r\n5.2.5 仿真计算机及信号传输系统\r\n5.3 仿真技术在反坦克导弹设计定型鉴定中的应用\r\n5.3.1 设计定型鉴定的目的与主要考核内容\r\n5.3.2 飞行试验与仿真试验一体化试验设计的必要性\r\n5.3.3 仿真试验与飞行试验一体化试验基本方案\r\n5.3.4 一体化试验的关键技术\r\n5.4 制导兵器系统仿真发展前瞻\r\n主要参考文献\r\n\r\n后记

    系统仿真作为分析和研究系统运动行为，揭示系统动态过程和内在规律的一种重要手段和方法，是随着第一台计算机的诞生而迅速发展起来的.特别是近年来，系统科学研究的深入，网络技术、计算机软件和硬件技术的突飞猛进，促进了仿真技术的更大发展，其应用的深度和广度都有了很大的提高，在仿真理论、仿真软件与硬件开发、仿真工程应用等方面取得了令人瞩目的成就，系统仿真已经成为一门独立发展的综合性技术．
    军事领域是该技术的发源地，也是其主要的应用领域．随着各种高新技术在武器装备中的应用，其研制价格越来越昂贵，世界各国还要面临军费预算紧缩的困境，仿真作为一种最基本的技术手段，具备无破坏性、可多次重复、安全、经济、可控、不受气候条件和场地时间限制等固有优点，可以大大节省研制经费、缩短研制周期、提高研制质量，因而仿真的应用与发展受到世界军事强国的普遍重视．
    在武器装备研制的各个阶段，系统仿真都能发挥其特有的作用．可行性论证阶段，通过数学仿真可研究武器系统战术技术指标的合理性和技术方案的可行性；方案论证阶段，通过数学仿真或半实物仿真比较和选择武器系统总体方案，验证技术方案和关键技术攻关成果，并选定总体和分系统的主要性能参数；系统设计阶段，通过仿真验证系统设计的正确性、合理性，确定控制与制导规律和参数；飞行试验前的动态仿真，尽可能的把弹上实物纳入仿真回路，进一步验证和改进系统的协调性、系统工作的稳定性、可靠性、设计的合理性及抗干扰能力等；飞行试验后的动态仿真试验，主要用来复现飞行试验状态，找出故障原因，为验证模型、拟定改进措施提供依据；定型阶段，通过大量的数学仿真进行统计打靶，对导弹命中概率进行研究，特别是飞行试验中涉及不到的边界条件，如风、浪等自然环境，近程、远程，高空、低空等条件下的命中概率的统计．
    近年来发展的分布交互式仿真技术拓展了系统仿真的应用领域，使系统仿真从单武器系统扩展到多种作战武器、研究其在分布条件下合成作战性能与有效性的阶段，并可以用于武器系统的作战使用和训练，从而在实际运用的水平上促进国防和军队现代化．但是，无论是单武器平台的性能仿真还是含有多种武器平台的复杂系统仿真，单武器平台仿真系统的建设都是最基础的工作之一，它是武器研制全生命周期中不可缺少的技术手段．
    武器装备研制过程中的有限飞行试验不能充分暴露问题，还受到环境条件的限制，无法替代系统仿真，特别是半实物仿真．半实物仿真可以避免武器系统中复杂非线性时变系统的建模，检验各参试设备的功能和性能，并考核设备间的协调性．实践证明，系统仿真技术的有效应用，必须依托先进的仿真系统．世界各军事强国针对不同的仿真需求建立了不同类型的先进半实物仿真系统，我国武器研制部门和军方也进一步认识到系统仿真的重要性，加强了仿真系统的建设，明文规定型号不进行仿真试验不能进靶场，并明确了在型号的各个研制阶段应进行什么样的仿真试验．
    系统仿真作为武器装备研制的技术支撑和飞行试验的有益补充，受到武器装备研制单位的高度重视．随着其他高新技术在武器装备中的应用，武器装备研制单位在完善现有仿真系统的同时，还将建设新的仿真系统．有鉴于此，《系统仿真与应用丛书》编委会组织编写了《仿真系统的设计与应用》一书，书中详细分析了仿真系统建设中要重视的基本问题，并介绍了几个典型仿真系统建设与应用的成功经验，希望为仿真系统建设单位、使用单位提供有建设性的参考意见，从而促进系统仿真技术的推广与应用．
    本书对从事仿真系统建设的工程技术人员有较大的指导和参考价值，对系统仿真技术的研究及教学也是一本很好的参考书．
    全书按内容分为五章．第一章介绍了仿真系统的基本概念和关键技术，第二章介绍弹道导弹和运载火箭数字仿真系统，第三章介绍飞航导弹射频制导仿真系统，第四章介绍鱼雷制导仿真系统，第五章介绍反坦克导弹制导仿真系统．
    本书的作者分工如下：第一章为王恒霖、刘金，第二章为徐康保、谢道奎、王晓京，第三章为倪汉昌、路军杰、潘庆华，第四章为关国枢、金文凯、龙泽林、刘永丰、张西建、张继军、杨云川、范江鹏，第五章为徐修立、董国才、陈平、董慧、杨志文．前言与结束语由曹建国编写．此外房忠义、武金虎、周振浩承担了大量的文字、插图修改工作．
    在本书出版过程中得到了解放军总装备部仿真专业组、李伯虎院士、王子才院士、梁炳成研究员、刘德贵研究员的热情指导和帮助，同时，航天、航空、船舶和兵器等行业机关也给以了大力支持，在此表示感谢；本书的出版也得到了总装备部仿真技术项目管理办公室的大力协助，在此一并表示谢意．
    由于该书内容涉及面广，限于篇幅和作者水平，疏漏和错误之处在所难免，恳请读者批评指正.
作 者
2002年9月