前　言

本书立足于航天器电源系统总体设计、分析和仿真验证。

电源系统负责航天器上电能的供给、贮存、调节、分配和传输，是航天器的“心脏”和“血液”，是决定航天器在轨安全可靠运行的生命线。如何确保“一次设计正确”是复杂航天器电源系统研制面临的首要任务。传统的基于文档的设计方式已经不能满足当前航天器“任务重、周期短、质量要求高”的研制需求，需要新一代信息技术与航天科研生产任务紧密融合，构建以模型、数据为核心的航天工业新体系。

Modelica是一种开放、面向对象、基于方程的计算机语言，归纳了机、电、液、控、热等各学科工程物理统一原理，使得不同学科可以采用统一的数学表达和模型描述完成建模与仿真，方便地实现复杂物理系统建模和仿真验证。

全书共分为6章，内容分别为：第1章为绪论，包括航天器电源系统简介、系统建模与仿真概述、航天器电源系统仿真需求、航天器电源系统仿真软件；第2章为Modelica语言建模与仿真基础，包括Modelica概述、模型要素、建模功能等；第3章为航天器电源系统建模基础，包括太阳电池建模、蓄电池建模、电源控制装置建模、配电和负载；第4章为基于Modelica的航天器电源系统建模，包括模型构建规范及开发验证流程、航天器电源系统拓扑和关键单机建模；第5章为航天器电源系统层次化建模和多要素仿真，包括航天器电源系统层次化模型表征和构建方法、能量平衡仿真、地回路仿真、“数字伴飞”等多要素仿真验证；第6章为航天器电源系统仿真实例，包括低轨遥感卫星、火星车和“嫦娥五号”探测器电源系统仿真实例。

本书由刘治钢、杜青、李海津、石海平、穆浩、杨东、韩阅编著，刘治钢、杜青负责全书统稿和审校工作。在具体章节内容方面，第1章由刘治钢撰写；第2章由杜青撰写；第3、4章太阳电池部分由韩阅撰写，蓄电池部分由穆浩撰写，电源控制器部分由杨东撰写，MPPT部分由石海平撰写，配电及负载部分由李海津撰写，模型构建规范及开发验证流程由杜青撰写；第5章由刘治钢、杜青、穆浩撰写；第6章LEO航天器电源系统仿真实例由李海津撰写，火星车电源系统仿真实例由石海平撰写，“嫦娥五号”电源系统仿真实例由杜青撰写。

在本书编写过程中，始终得到杨孟飞院士的悉心指导和帮助，得到了中国空间技术研究院、北京空间飞行器总体设计部各级领导的关心和支持，得到了苏州同元软控信息技术有限公司在Modelica语言基础方面的支持和帮助。在此，作者一并表示诚挚的谢意。

由于本书内容涉及的知识较广，作者水平有限，本书难免会有一些疏漏和不足之处，恳请广大读者和专家批评指正。

作　者