本书围绕一体化飞行器的设计与验证，系统地阐述了其概念、技术特点、发展现状及系统设计方法，特别是基于模型的系统工程(MBSE)和公理化设计理论的应用和验证。全书共分为五章：第1章绪论介绍一体化飞行器的基本概念与内涵，阐明其需求背景和技术特点，分析星箭一体化和星载一体化飞行器的发展现状，探讨系统设计理论与方法，指出设计中的问题与关键技术。第2章一体化飞行器公理化设计理论深入探讨传统公理设计理论，分析其在复杂系统设计中的应用问题，提出基于MBSE的公理设计方法，并通过功能-行为-动作分析与优化，介绍功能分析行为聚类公理化设计理论及其在一体化飞行器设计中的具体应用。第3章基于MBSE的一体化飞行器设计方法介绍基于MBSE的设计方法，强调多视角方法论的重要性，涵盖模型元素预定义、运行和任务分析、公理设计模式的功能-逻辑设计、概念阶段详细设计及学科模型定义等方面，为读者提供全面的设计指导。第4章一体化飞行器总体方案讨论依据所提出的方法最终得到的一体化飞行器的总体设计方案，包括顶层设计、入轨航天器结构视图及各分系统的详细设计方案，如能源、结构和机构、热控、姿轨控、载荷组件和信息处理系统，为实际设计提供详尽参考。第5章一体化飞行器设计与验证平台介绍基于MBSE的飞行器方案验证方法和集成SpaceSim的联合仿真与验证技术，通过具体案例展示顶层指标、分系统指标、飞行器行为逻辑和需求追溯的验证，确保设计的可靠性和实用性。
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2001-2005 哈尔滨工业大学 飞行器环境与生命保障工程学士
2005-2010 哈尔滨工业大学 工程系统工程学科博士2010-2014 哈尔滨工业大学 讲师
2012-2014 美国伊利诺伊大学 访问学者
2014-2018 哈尔滨工业大学 副教授
2018-今 哈尔滨工业大学 教授主持国家自然科学基金、国防科工局民用航天项目、国防863课题、总装预研基金、火箭军预研基金、空军预研基金等国家级纵向课题，及航天一院、五院、八院等横向课题。魏承，国家级高层次人才，某部委主题专家组组长，中国力学学会多体动力学与控制专业组成员，中国自动化学会空间无人系统自主运行技术专委会委员，中国空间科学学会空间智能专委会委员，担任某部委重点项目XX卫星型号总师。
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 一体化飞行器发展现状 1
1.2.1 星箭一体化飞行器 1
1.2.2 星载一体化飞行器 6
1.2.3 一体化飞行器发展现状 12
1.3 飞行器系统设计理论与方法 13
1.3.1 一体化设计 13
1.3.2 公理化设计理论 13
1.3.3 系统工程数字化发展 14
1.4 一体化飞行器系统设计难题与关键技术 18
1.4.1 一体化飞行器系统设计难题 18
1.4.2 一体化飞行器系统设计关键技术 20
1.5 本章小结 21
第2章 一体化飞行器公理化设计理论 22
2.1 引言 22
2.2 复杂系统公理化设计理论 22
2.2.1 复杂系统公理化设计理论基础 22
2.2.2 复杂系统公理化设计理论难题 26
2.3 复杂系统功能分析行为聚类公理化设计理论 27
2.3.1 基于系统工程的公理化设计体系 28
2.3.2 复杂系统功能-行为-动作分析 34
2.3.3 复杂系统动作聚类优化 39
2.3.4 复杂系统设计综合 47
2.4 一体化飞行器功能分析行为聚类公理化设计 52
2.4.1 一体化飞行器任务分析 52
2.4.2 顶层任务需求至分系统架构迭代设计 53
2.4.3 分系统至组件层次迭代设计 66
2.4.4 组件至部件层次迭代设计 79
2.4.5 底层叶级部件迭代设计 90
2.5 本章小结 100
第3章 基于MBSE的一体化飞行器设计方法 101
3.1 引言 101
3.2 面向一体化飞行器系统的多视角设计方法论 101
3.2.1 一体化飞行器模型元素预定义 101
3.2.2 一体化飞行器的运行和任务分析 105
3.2.3 一体化飞行器系统功能-逻辑设计 115
3.2.4 一体化飞行器系统概念设计 138
3.2.5 一体化飞行器分系统学科模型 146
3.3 基于系统工程的一体化飞行器系统分析与设计 163
3.3.1 一体化飞行器设计领域集成 165
3.3.2 一体化飞行器系统模型仿真 166
3.3.3 基于模型系统工程的一体化飞行器设计选型 168
3.3.4 一体化飞行器系统结构验证和确认 168
3.4 本章小结 169
第4章 基于MBSE的一体化飞行器总体设计方案 170
4.1 引言 170
4.2 一体化飞行器系统总体设计方案 170
4.2.1 多级固体动力系统总体设计方案 170
4.2.2 入轨航天器总体设计方案 175
4.3 入轨航天器分系统设计方案 179
4.3.1 入轨航天器分系统设计方案概述 179
4.3.2 结构与机构系统 180
4.3.3 姿轨控系统与动力推进系统 180
4.3.4 一体化载荷组件系统 185
4.3.5 一体化信息处理系统 193
4.3.6 星上能源系统 196
4.3.7 热控系统 196
4.4 一体化飞行器系统指标体系 198
4.5 本章小结 200
第5章 一体化飞行器系统设计方案与指标体系验证 201
5.1 引言 201
5.2 基于MBSE的一体化飞行器设计方案验证 201
5.2.1 一体化飞行器顶层指标验证 201
5.2.2 一体化飞行器分系统指标验证 201
5.2.3 一体化飞行器行为逻辑验证 202
5.2.4 一体化飞行器需求追溯验证 204
5.3 基于SpaceSim的一体化飞行器系统仿真与验证 204
5.3.1 航天器系统仿真软件SpaceSim 204
5.3.2 一体化飞行器入轨优化理论与方法 207
5.3.3 一体化飞行器快速部署理论与方法 225
5.3.4 一体化飞行器应用仿真与验证 236
5.4 基于MBSE与SpaceSim的一体化飞行器指标体系验证 248
5.4.1 一体化飞行器系统联合仿真模型定义 248
5.4.2 一体化飞行器系统联合仿真验证 251
5.4.3 一体化飞行器指标体系验证 257
5.5 本章小结 257
参考文献 258
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