序

航天器是典型的信息-物理系统（Cyber-Physical System，CPS），集中体现了通信、计算和控制的信息物理融合的系统特征。电源系统是航天器关键分系统之一，既有较强的专业性，也有典型的系统性，具有信息-物理系统的核心特征。

电源系统设计是多目标的，包括若干项功能、性能、可靠度等指标；同时，也是多领域的，包括物理、化学、电力电子、力、热、计算、通信、控制等。目前系统设计主要从分立目标开始，通过试凑逐一满足，最终实现系统目标；验证一般集中在主功率拓扑的电路仿真，很难考虑到系统其他物理特性，严重依赖后续试验和测试，造成了设计风险后移、研制效率低、成本上升。应用CPS的多领域建模、多目标寻优等技术，开展系统—分系统—单机—部件层次化仿真验证，有利于提升航天器电源系统设计正确性和研制效率。

Modelica是面向物理系统的建模语言，可实现机、电、液、控、热多领域统一建模，为建立统一的CPS系统模型提供了一种有效的解决途径。利用Modelica语言构建CPS系统模型，可针对多个设计目标进行系统参数的优化求解，解决设计的正确性验证问题。

本书以Modelica作为建模语言，以航天器电源系统为建模对象，系统介绍了航天器电源系统、关键单机的工作原理，提出了航天器电源系统层次化模型表征和构建方法，总结了电源系统能量平衡、接地分析等多要素仿真验证和能源流“数字伴飞”最新的研究成果，并结合工程实践给出了仿真实例，具有很好的参考价值。编著一本基于Modelica语言的航天器电源系统建模与仿真专著有利于更多的从业人员学习、了解和掌握该项技术，促进航天器研制模式的数字化转型。

本书的编写团队都是航天领域一线设计师，他们理论功底扎实，又具备丰富的工程经验，在编写过程中搜集了大量资料、编制了丰富的案例，兢兢业业、精益求精，共同努力完成了这本内容丰富、针对性强的图书。相信本书一定能为航天领域工程师开展电源系统建模与仿真工作提供帮助，也可以为航空、船舶、汽车等领域和高等院校开展Modelica建模与仿真的工程实践和教学研究提供参考。

中国科学院院士