太空飛行器交會對接制導導航控制原理和方法

太空飛行器交會對接制導導航控制原理和方法

《太空飛行器交會對接制導導航控制原理和方法》是2018年1月國防工業出版社出版的圖書,作者是解永春、陳長春、劉濤、王敏。

基本介紹

  • 書名:太空飛行器交會對接制導導航控制原理和方法
  • 作者:解永春
    陳長春
    劉濤
    王敏
  • 出版社國防工業出版社
  • 出版時間:2018年1月
  • 頁數:476 頁
  • 定價:158 元
  • 開本:16 開
  • 裝幀:平裝
  • ISBN:9787118114072
內容簡介,圖書目錄,
《太空飛行器交會對接制導導航控制原理和方法》詳細介紹了太空飛行器交會對接所涉及的制導、導航和控制技術的原理與方法,內容主要包括:太空飛行器姿態、軌道以及與相對運動相關的運動學和動力學建模;交會對接導航方法及導航方案設計;交會對接制導方法及制導方案設計;交會對接自動控制方法及方案設計;交會對接人工控制方法和方案設計;發動機配置及控制指令分配理論與設計;交會對接的安全性設計;交會對接地面仿真驗證;交會對接制導、導航與控制技術在軌飛行驗證。
《太空飛行器交會對接制導導航控制原理和方法》可作為從事太空飛行器相對運動控制研究和工程設計人員的參考用書,也可作為高等院校相關專業的研究生教材。
第1章 緒論
1.1 交會對接的基本概念
1.2 交會對接的階段劃分
1.2.1 待發段
1.2.2 發射段
1.2.3 遠距離導引段
1.2.4 近距離自主控制段
1.2.5 對接段
1.2.6 組合體運行段
1.2.7 撤離段
1.2.8 返回再入段
1.3 交會對接技術發展概況
1.3.1 概述
1.3.2 交會對接任務分類
1.3.3 典型的交會對接飛行案例
1.3.4 交會對接技術未來發展趨勢
1.4 交會對接制導、導航與控制系統
1.4.1 測量敏感器
1.4.2 執行機構
1.4.3 控制器
參考文獻
第2章 交會對接運動學和動力學
2.1 坐標系定義
2.2 太空飛行器軌道動力學
2.2.1 二體運動
2.2.2 軌道根數
2.2.3 軌道攝動方程
2.2.4 攝動加速度
2.3 太空飛行器姿態運動學和動力學
2.3.1 姿態運動學方程
2.3.2 姿態動力學方程
2.3.3 空間環境力矩
2.4 相對位置運動描述
2.4.1 圓軌道直角坐標系下的相對運動
2.4.2 橢圓軌道直角坐標系下的相對運動
2.4.3 視線坐標系下的相對運動
2.4.4 圓柱坐標系下的相對運動
2.5 相對姿態運動描述
2.5.1 目標姿態小角度相對姿態動力學方程
2.5.2 旋轉目標相對姿態動力學方程
2.6 坐標系和動力學方程選擇
參考文獻
第3章交會對接導航方法及
方案設計
3.1概述
3.1.1相對測量系統
3.1.2相對導航算法
3.2測量敏感器
3.2.1慣性測量敏感器
3.2.2衛星導航設備
3.2.3微波雷達
3.2.4雷射雷達
3.2.5成像式交會對接敏感器
3.3導航濾波方法
3.3.1貝葉斯估計理論
3.3.2線性最小方差估計
3.3.3卡爾曼濾波
3.3.4確定性採樣濾波
3.3.5粒子濾波
3.4導航方案設計
3.4.1概述
3.4.2絕對軌道參數估計
3.4.3相對位置參數估計
3.4.4相對姿態參數估計
3.4.5相對位姿參數聯合估計
3.5導航系統設計要點
參考文獻
第4章交會對接制導方法及
方案設計
4.1引言
4.2軌道控制交會制導
4.2.1Hohmann交會
4.2.2Lambert交會
4.2.3基於軌道根數的交會
4.3多脈衝最優交會制導方法
4.3.1鄰近圓軌道最優脈衝交會
模式分布
4.3.2小偏心率橢圓軌道到圓
軌道最優脈衝交會模式分布
4.3.3多脈衝最優交會制導律設計
4.4CW制導方法
4.4.1兩脈衝制導策略
4.4.2交會時間和燃料消耗分析
4.4.3兩脈衝制導的交會時間確定
4.5視線制導方法
4.5.1視線制導策略
4.5.2穩定性分析
4.6遠距離導引段制導方案設計
4.6.1長周期遠距離導引變軌方案
4.6.2快速交會對接遠距離導
引變軌方案
4.7尋的段制導方案設計
4.7.1尋的段初末狀態和尋的
時間確定
4.7.2多脈衝最優制導策略
4.7.3制導精度分析
4.7.4仿真分析
4.8接近段制導方案設計
4.8.1CW制導策略
4.8.2視線制導策略
4.8.3聯合制導策略
4.8.4仿真分析
4.9交會對接制導方案設計要點
參考文獻
第5章交會對接自動控制方法
及方案設計
5.1引言
5.2被控對象的特徵建模
5.2.1重要引理
5.2.2特徵模型
5.2.3仿真驗證
5.3基於特徵模型的智慧型自適應
控制方法
5.3.1黃金分割自適應控制
5.3.2邏輯微分控制
5.3.3黃金分割與相平面相
結合的控制方法
5.3.4邏輯微分與相平面相
結合的控制方法
5.4交會對接控制方案設計
5.4.1變軌過程中的姿態
穩定控制
5.4.2高精度相對位置和相對
姿態的六自由度控制
5.4.3保持點的長時間相對
位置控制
5.5交會對接控制系統設計要點
參考文獻
第6章交會對接人工控制方法及方案設計
6.1引言
6.2測量原理與方案設計
6.2.1人控交會對接敏感器
6.2.2相對運動狀態確定方法
6.2.3圖像和數據顯示
6.3控制方法與方案設計
6.3.1控制手柄
6.3.2相對運動控制方法
6.4操作方法
6.4.1交會速度控制
6.4.2橫向位置和追蹤器
姿態控制
6.4.3仿真結果
參考文獻
第7章發動機配置及控制指令
分配理論與設計
7.1引言
7.1.1典型發動機配置
7.1.2控制指令分配方法簡介
7.1.3發動機配置設計方法簡介
7.2問題的數學描述
7.2.1發動機配置矩陣
7.2.2控制指令分配的數學模型
7.3控制指令分配理論與設計
7.3.1控制指令分配方法
7.3.2性能分析
7.3.3控制指令分配算法綜合設計
7.4發動機配置理論與設計
7.4.1性能要求
7.4.2性能分析
7.4.3設計方法
參考文獻
第8章交會對接的安全性設計
8.1引言
8.2基於長方形禁飛區的
安全軌跡設計
8.2.1自由漂移軌跡特性分析
8.2.2安全軌跡設計的特徵點及
其性質
8.2.3尋的段和接近段安全
軌跡設計
8.2.4繞飛段安全軌跡設計
8.2.5仿真算例
8.3基於長方形禁飛區的軌跡
安全性判斷
8.3.1極值型特徵點及其性質
8.3.2相交型特徵點及其性質
8.3.3軌跡安全性判斷方法
8.3.4仿真算例
8.4軌跡安全設計方法
8.4.1被動軌跡安全設計
8.4.2主動避撞設計
8.5基於安全帶的軌跡安全性
判斷和避撞策略
8.5.1軌跡的安全帶
8.5.2基於制導脈衝的軌跡
安全帶和制導策略
8.5.3仿真分析
8.6交會對接任務安全性設計
8.6.1系統設計
8.6.2飛行方案設計
參考文獻
第9章交會對接地面仿真驗證
9.1引言
9.1.1仿真系統分類
9.1.2仿真技術發展概況
9.2數學仿真
9.2.1系統組成
9.2.2誤差源
9.2.3仿真要求
9.2.4仿真工況
9.2.5模擬器
9.3半物理仿真
9.3.1九自由度半物理仿真
驗證系統
9.3.2自控半物理仿真驗證
9.3.3人控半物理仿真驗證
參考文獻
第10章交會對接在軌飛行驗證
10.1引言
10.2“神舟”飛船交會對接自動
控制系統
10.2.1系統組成與飛行階段
方案設計
10.2.3導航、制導及控制精度分析
10.2.4在軌驗證
10.2.5小結
10.3“神舟”飛船交會對接人工
控制系統
10.3.1交會對接人控系統組成
10.3.2人控交會對接相對
狀態判斷
10.3.3人控交會對接控制方法
10.3.4人控交會對接操作方法
10.3.5在軌驗證
10.3.6小結
10.4展望
參考文獻

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