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第1章 绪论1

1.1 系统仿真1

1.1.1 系统仿真的定义1

1.1.2 系统的概念与分类2

1.1.3 工程与复杂工程系统6

1.2 仿真技术的发展7

1.3 导弹、航天系统与仿真技术11

第2章 复杂系统与复杂性13

2.1 复杂系统与复杂性理论14

2.1.1 现代系统科学14

2.1.2 非线性科学16

2.1.3 复杂系统与复杂性科学18

2.1.4 复杂系统理论的综合分析29

2.2 复杂系统与复杂性处理方法33

2.2.1 还原论与整体论34

2.2.2 复杂性科学的方法论原则41

2.2.3 开放复杂巨系统理论与方法43

2.2.4 复杂适应系统理论与方法46

2.2.5 复杂工程系统理论49

2.2.6 导弹武器系统是复杂工程系统的初步分析52

2.2.7 复杂系统与复杂性研究思路54

2.3 复杂系统建模与仿真54

2.3.1 复杂系统建模与仿真特点55

2.3.2 复杂系统建模与仿真难点64

2.3.3 复杂系统分布仿真66

2.4 复杂系统建模与仿真的应用领域68

2.4.1 经济领域68

2.4.2 社会领域69

2.4.3 军事领域70

2.4.4 其他领域72

第3章 战略导弹运动复杂性及几种特殊运动建模73

3.1 弹体横向弯曲振动方程的建立74

3.1.1 弹体横向自由振动方程及其运动特性74

3.1.2 弹体横向强迫振动方程及其耦合作用80

3.2 弯曲振动条件下作用在弹体上的广义力和广义力矩82

3.2.1 考虑弹性振动的推力82

3.2.2 摇摆发动机产生的惯性力对应的广义力86

3.2.3 空气动力对应的广义力88

3.2.4 用广义质量和广义力表示的弹性弹体运动方程93

3.3 弹性弹体结构离散化方法——传递矩阵法96

3.3.1 弹性元件（无质量、无惯性）的传递矩阵97

3.3.2 典型节点的传递矩阵99

3.3.3 梁的总传递矩阵99

3.3.4 单分枝梁的传递矩阵100

3.3.5 多分枝结构传递矩阵102

3.3.6 用传递矩阵计算导弹横向振动特性105

3.4 液体推进剂晃动分析及其建模106

3.4.1 液体自由晃动的基本方程107

3.4.2 推进剂强迫晃动的数学建模111

3.5 对晃动频率的控制措施及晃动质量计算116

3.5.1 晃动频率控制116

3.5.2 晃动质量及其位置119

3.5.3 晃动等效力学模型——工程二次简化122

3.5.4 弹簧质量系统的等效运动方程125

第4章 弹道导弹六自由度一体化建模方法与理论127

4.1 摄动制导理论的贡献及其局限性127

4.1.1 “摄动理论”与“摄动制导”127

4.1.2 导弹非线性系统的摄动方程130

4.1.3 摄动制导的关机控制泛函134

4.1.4 摄动理论对宇航事业发展的贡献及其局限性135

4.2 基于整体论的弹道导弹一体化建模理论与方法137

4.2.1 问题的提出137

4.2.2 弹道导弹六自由度一体化建模的原则和特点139

4.2.3 系统整体建模与分系统模型的关系142

4.2.4 基于整体论的导弹一体化建模方法143

4.3 基于牛顿力学定律的导弹六自由度一体化建模举例145

4.3.1 六自由度建模中的坐标转换关系145

4.3.2 导弹质心运动方程147

4.3.3 绕质心运动方程153

4.3.4 关机方程和导引方程155

4.3.5 控制系统模型155

4.3.6 导弹复合运动状态中弹体的一体化模型158

4.4 基于能量守恒原理的弹道导弹一体化建模163

第5章 弹道导弹六自由度仿真与应用174

5.1 六自由度仿真模型的验证与确认174

5.1.1 理论仿真验模175

5.1.2 六自由度仿真模型基于半实物仿真的验模178

5.1.3 六自由度仿真模型基于飞行试验的验模181

5.2 六自由度仿真的实现182

5.2.1 用YH-F2仿真计算机实现六自由度仿真182

5.2.2 基于小型通用并行仿真计算机的六自由度仿真研究184

5.3 六自由度仿真应用研究187

5.3.1 弹道导弹全寿命六自由度仿真决策系统188

5.3.2 在控制系统评审与定型中的应用研究190

5.3.3 在导弹质量评估与发射决策中的应用研究193

5.3.4 在导弹故障分析和辅助定位中的应用研究195

5.3.5 六自由度仿真在闭环动态测试中的应用201

第6章 核武器中聚合爆轰作用的复杂性与建模仿真206

6.1 爆炸作用的复杂性与计算机仿真206

6.1.1 核爆炸物理过程的复杂性206

6.1.2 多维非线性造成的计算复杂性208

6.1.3 仿真技术在核武器发展中的重要作用210

6.2 高压环境下的固体物态方程213

6.2.1 非含能固体物态方程213

6.2.2 凝聚态炸药及其爆轰产物物态方程225

6.2.3 仿真计算中的物态方程式230

6.3 大变形非线性仿真数学模型233

6.3.1 ALE描述法234

6.3.2 拉格朗日描述法239

6.4 物理模型及其离散化241

6.4.1 基本结构241

6.4.2 算法及其选择241

6.4.3 模型离散化243

6.4.4 材料模型244

6.5 数值仿真结果与分析244

6.5.1 金属壳层单元物理参量的变化图244

6.5.2 金属球体情况247

6.6 球形爆轰驱动计算模型的间接考核249

6.6.1 间接考核试验模型249

6.6.2 间接考核试验模型试验与数值仿真结果对比251

第7章 多传感器组合导航与精确制导复杂性分析与建模254

7.1 多传感器组合导航复杂性分析与建模255

7.1.1 多传感器信息融合系统分析255

7.1.2 基于卡尔曼滤波技术的组合导航系统建模259

7.1.3 基于智能化信息融合技术的组合导航系统建模264

7.2 精确制导武器系统复杂性分析272

7.2.1 制导方式的多样性273

7.2.2 作战过程的复杂性279

7.2.3 工作环境的复杂性280

7.3 一类典型的精确制导武器仿真建模285

7.3.1 激光制导炸弹仿真建模285

7.3.2 激光制导炸弹仿真研究302

第8章 导弹攻防对抗系统建模308

8.1 导弹攻防对抗概述308

8.2 导弹攻防对抗仿真的发展及应用309

8.2.1 作战模拟的发展与应用310

8.2.2 攻防对抗仿真的发展与应用312

8.3 常规导弹作战对抗体系分析314

8.3.1 常规导弹作战体系基本构成314

8.3.2 对抗方作战体系分析317

8.3.3 联合作战下常规导弹作战对抗体系结构分析321

8.4 常规导弹对抗仿真模型322

8.4.1 常规导弹对抗过程分析322

8.4.2 仿真系统模型323

8.4.3 作战行动模型337

8.4.4 综合自然环境建模338

8.4.5 作战决策模型339

8.4.6 网络管理控制模型341

8.4.7 综合评估模型343

参考文献345