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不規(guī)則小行星附近探測(cè)器制導(dǎo)與控制 版權(quán)信息
- ISBN：9787302601371
- 條形碼：9787302601371 ; 978-7-302-60137-1
- 裝幀：70g膠版紙
- 冊(cè)數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
不規(guī)則小行星附近探測(cè)器制導(dǎo)與控制 本書特色
本書獲得國(guó)家科學(xué)技術(shù)出版基金支持。小行星探測(cè)重要的科學(xué)意義和工程價(jià)值，已成為深空探測(cè)主要方向之一。開展小行星引力場(chǎng)中制導(dǎo)與控制問題研究有助于我們?cè)O(shè)計(jì)不同類型的小行星探測(cè)器任務(wù)。此外，小行星探測(cè)任務(wù)由于小行星引力場(chǎng)不規(guī)則、物理參數(shù)不確定性大、表面逃逸速度小等因素也使得小行星引力場(chǎng)中制導(dǎo)與控制問題極具挑戰(zhàn)性。本書基于小行星附近引力環(huán)境和動(dòng)力學(xué)機(jī)制，針對(duì)懸停、繞飛、轉(zhuǎn)移和著陸四種不同任務(wù)形式，介紹探測(cè)器制導(dǎo)與控制方法，實(shí)現(xiàn)軌道控制可行性、穩(wěn)定性及安全性等目標(biāo)。
不規(guī)則小行星附近探測(cè)器制導(dǎo)與控制 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本書首先介紹了小行星引力場(chǎng)中的動(dòng)力學(xué)模型，包括坐標(biāo)系和動(dòng)力學(xué)方程；然后針對(duì)小行星引力場(chǎng)中懸停、繞飛、轉(zhuǎn)移以及著陸四種重要的任務(wù)形式，介紹了作者以及其他學(xué)者近年來關(guān)于受控系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、制導(dǎo)、流形拼接、線性反饋控制、滑？刂频确矫娴难芯砍晒。
不規(guī)則小行星附近探測(cè)器制導(dǎo)與控制 目錄
第1章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 小行星附近動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀
1.2.1 小行星引力場(chǎng)模型
1.2.2 小行星平衡點(diǎn)
1.2.3 小行星周期軌道
1.3 小行星附近懸？刂蒲芯楷F(xiàn)狀
1.3.1 懸停閉環(huán)控制
1.3.2 連續(xù)小推力懸停
1.3.3 太陽帆懸停
1.4 小行星附近轉(zhuǎn)移和繞飛軌道制導(dǎo)與控制研究現(xiàn)狀
1.4.1 脈沖機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計(jì)
1.4.2 連續(xù)推力轉(zhuǎn)移閉環(huán)制導(dǎo)
1.4.3 繞飛軌道控制
1.5 小行星表面著陸*優(yōu)制導(dǎo)研究現(xiàn)狀
1.5.1 間接法
1.5.2 偽譜法
1.5.3 凸優(yōu)化方法
1.6 小行星表面著陸在線制導(dǎo)與控制研究現(xiàn)狀
1.6.1 多項(xiàng)式制導(dǎo)與控制
1.6.2 基于解析控制的閉環(huán)制導(dǎo)方法
1.6.3 基于軌跡優(yōu)化的計(jì)算制導(dǎo)方法
1.7 本書各章節(jié)內(nèi)容安排
參考文獻(xiàn)
第2章 動(dòng)力學(xué)方程與引力場(chǎng)模型
2.1 引言
2.2 坐標(biāo)系
2.3 動(dòng)力學(xué)方程
2.3.1 無控動(dòng)力學(xué)方程
2.3.2 受控動(dòng)力學(xué)方程
2.3.3 平衡點(diǎn)及其附近線性化方程
2.4 不規(guī)則小行星引力場(chǎng)模型
2.4.1 球諧函數(shù)模型
2.4.2 多面體模型
2.5 細(xì)長(zhǎng)形小行星簡(jiǎn)化模型
2.5.1 模型定義與有效勢(shì)能
2.5.2 旋轉(zhuǎn)質(zhì)量偶極子模型參數(shù)確定
2.5.3 旋轉(zhuǎn)質(zhì)量三極子模型參數(shù)確定
2.6 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第3章 小行星引力場(chǎng)中的懸停控制
3.1 引言
3.2 懸停動(dòng)力學(xué)方程和約束條件
3.3 人工平衡點(diǎn)動(dòng)力學(xué)分析
3.3.1 人工平衡點(diǎn)拓?fù)浞诸惻c分岔
3.3.2 人工平衡點(diǎn)集分析
3.3.3 人工平衡點(diǎn)穩(wěn)定性分析
3.3.4 觀測(cè)覆蓋區(qū)域分析
3.4 懸停反饋線性化控制
3.4.1 細(xì)長(zhǎng)形小行星共線型平衡點(diǎn)懸停線性控制
3.4.2 一般懸停點(diǎn)處反饋線性化控制
3.4.3 仿真算例
3.5 懸；？刂
3.5.1 滑模面定義及其穩(wěn)定性
3.5.2 控制律和控制穩(wěn)定性
3.5.3 抖振與奇異性消除方法
3.5.4 仿真算例
3.6 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第4章 小行星引力場(chǎng)中轉(zhuǎn)移制導(dǎo)與繞飛控制
4.1 引言
4.2 雙脈沖轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計(jì)
4.2.1 不規(guī)則引力場(chǎng)蘭伯特問題
4.2.2 基于粗略搜索和數(shù)值延拓的轉(zhuǎn)移軌道求解方法
4.2.3 基于經(jīng)典蘭伯特解的轉(zhuǎn)移軌道求解方法
4.2.4 仿真算例
4.3 連續(xù)推力作用下軌道轉(zhuǎn)移制導(dǎo)方法
4.3.1 ZEM/ZEV軌道轉(zhuǎn)移制導(dǎo)
4.3.2 仿真算例
4.4 赤道面附近逆行周期軌道設(shè)計(jì)
4.4.1 周期軌道設(shè)計(jì)方法
4.4.2 周期軌道穩(wěn)定性分析
4.4.3 仿真算例
4.5 繞飛軌道跟蹤*優(yōu)線性反饋控制
4.5.1 *優(yōu)線性反饋控制設(shè)計(jì)
4.5.2 仿真算例
4.6 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第5章 小行星表面著陸*優(yōu)制導(dǎo)
5.1 引言
5.2 受控著陸*優(yōu)制導(dǎo)問題描述
5.3 *優(yōu)控制律和一階必要條件
5.3.1 時(shí)間*優(yōu)
5.3.2 燃料*優(yōu)
5.4 燃料*優(yōu)問題求解的同倫方法
5.4.1 同倫法描述
5.4.2 飛行時(shí)長(zhǎng)和初始位置對(duì)燃料影響分析
5.4.3 仿真算例
5.5 燃料*優(yōu)問題求解的無初值猜測(cè)同倫方法
5.5.1 燃料*優(yōu)與能量*優(yōu)控制問題
5.5.2 零廣義重力能量*優(yōu)控制問題
5.5.3 無控制約束零廣義重力能量*優(yōu)控制問題解
5.5.4 無初值猜測(cè)同倫方法
5.5.5 仿真算例
5.6 燃料*優(yōu)問題凸優(yōu)化求解方法
5.6.1 近似等價(jià)問題
5.6.2 仿真算例
5.7 時(shí)間*優(yōu)問題凸優(yōu)化求解方法
5.7.1 等價(jià)關(guān)聯(lián)可凸化*優(yōu)著陸問題
5.7.2 *小著陸誤差問題性質(zhì)
5.7.3 簡(jiǎn)化*小著陸誤差問題
5.7.4 *優(yōu)飛行時(shí)長(zhǎng)快速搜索方法
5.7.5 仿真算例
5.8 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第6章 小行星表面著陸在線制導(dǎo)與控制
6.1 引言
6.2 基于解耦軌跡規(guī)劃的在線制導(dǎo)
6.2.1 解耦軌跡規(guī)劃問題
6.2.2 解耦軌跡規(guī)劃方法
6.2.3 仿真算例
6.3 著陸多滑模面制導(dǎo)
6.3.1 多滑模面制導(dǎo)設(shè)計(jì)
6.3.2 仿真算例
6.4 著陸軌跡終端滑？刂
6.4.1 終端滑模控制設(shè)計(jì)
6.4.2 終端滑？刂品治
6.4.3 仿真算例
6.5 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
附錄 解耦軌跡規(guī)劃問題控制切換點(diǎn)解析解
1.1 研究背景與意義
1.2 小行星附近動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀
1.2.1 小行星引力場(chǎng)模型
1.2.2 小行星平衡點(diǎn)
1.2.3 小行星周期軌道
1.3 小行星附近懸？刂蒲芯楷F(xiàn)狀
1.3.1 懸停閉環(huán)控制
1.3.2 連續(xù)小推力懸停
1.3.3 太陽帆懸停
1.4 小行星附近轉(zhuǎn)移和繞飛軌道制導(dǎo)與控制研究現(xiàn)狀
1.4.1 脈沖機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計(jì)
1.4.2 連續(xù)推力轉(zhuǎn)移閉環(huán)制導(dǎo)
1.4.3 繞飛軌道控制
1.5 小行星表面著陸*優(yōu)制導(dǎo)研究現(xiàn)狀
1.5.1 間接法
1.5.2 偽譜法
1.5.3 凸優(yōu)化方法
1.6 小行星表面著陸在線制導(dǎo)與控制研究現(xiàn)狀
1.6.1 多項(xiàng)式制導(dǎo)與控制
1.6.2 基于解析控制的閉環(huán)制導(dǎo)方法
1.6.3 基于軌跡優(yōu)化的計(jì)算制導(dǎo)方法
1.7 本書各章節(jié)內(nèi)容安排
參考文獻(xiàn)
第2章 動(dòng)力學(xué)方程與引力場(chǎng)模型
2.1 引言
2.2 坐標(biāo)系
2.3 動(dòng)力學(xué)方程
2.3.1 無控動(dòng)力學(xué)方程
2.3.2 受控動(dòng)力學(xué)方程
2.3.3 平衡點(diǎn)及其附近線性化方程
2.4 不規(guī)則小行星引力場(chǎng)模型
2.4.1 球諧函數(shù)模型
2.4.2 多面體模型
2.5 細(xì)長(zhǎng)形小行星簡(jiǎn)化模型
2.5.1 模型定義與有效勢(shì)能
2.5.2 旋轉(zhuǎn)質(zhì)量偶極子模型參數(shù)確定
2.5.3 旋轉(zhuǎn)質(zhì)量三極子模型參數(shù)確定
2.6 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第3章 小行星引力場(chǎng)中的懸停控制
3.1 引言
3.2 懸停動(dòng)力學(xué)方程和約束條件
3.3 人工平衡點(diǎn)動(dòng)力學(xué)分析
3.3.1 人工平衡點(diǎn)拓?fù)浞诸惻c分岔
3.3.2 人工平衡點(diǎn)集分析
3.3.3 人工平衡點(diǎn)穩(wěn)定性分析
3.3.4 觀測(cè)覆蓋區(qū)域分析
3.4 懸停反饋線性化控制
3.4.1 細(xì)長(zhǎng)形小行星共線型平衡點(diǎn)懸停線性控制
3.4.2 一般懸停點(diǎn)處反饋線性化控制
3.4.3 仿真算例
3.5 懸；？刂
3.5.1 滑模面定義及其穩(wěn)定性
3.5.2 控制律和控制穩(wěn)定性
3.5.3 抖振與奇異性消除方法
3.5.4 仿真算例
3.6 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第4章 小行星引力場(chǎng)中轉(zhuǎn)移制導(dǎo)與繞飛控制
4.1 引言
4.2 雙脈沖轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計(jì)
4.2.1 不規(guī)則引力場(chǎng)蘭伯特問題
4.2.2 基于粗略搜索和數(shù)值延拓的轉(zhuǎn)移軌道求解方法
4.2.3 基于經(jīng)典蘭伯特解的轉(zhuǎn)移軌道求解方法
4.2.4 仿真算例
4.3 連續(xù)推力作用下軌道轉(zhuǎn)移制導(dǎo)方法
4.3.1 ZEM/ZEV軌道轉(zhuǎn)移制導(dǎo)
4.3.2 仿真算例
4.4 赤道面附近逆行周期軌道設(shè)計(jì)
4.4.1 周期軌道設(shè)計(jì)方法
4.4.2 周期軌道穩(wěn)定性分析
4.4.3 仿真算例
4.5 繞飛軌道跟蹤*優(yōu)線性反饋控制
4.5.1 *優(yōu)線性反饋控制設(shè)計(jì)
4.5.2 仿真算例
4.6 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第5章 小行星表面著陸*優(yōu)制導(dǎo)
5.1 引言
5.2 受控著陸*優(yōu)制導(dǎo)問題描述
5.3 *優(yōu)控制律和一階必要條件
5.3.1 時(shí)間*優(yōu)
5.3.2 燃料*優(yōu)
5.4 燃料*優(yōu)問題求解的同倫方法
5.4.1 同倫法描述
5.4.2 飛行時(shí)長(zhǎng)和初始位置對(duì)燃料影響分析
5.4.3 仿真算例
5.5 燃料*優(yōu)問題求解的無初值猜測(cè)同倫方法
5.5.1 燃料*優(yōu)與能量*優(yōu)控制問題
5.5.2 零廣義重力能量*優(yōu)控制問題
5.5.3 無控制約束零廣義重力能量*優(yōu)控制問題解
5.5.4 無初值猜測(cè)同倫方法
5.5.5 仿真算例
5.6 燃料*優(yōu)問題凸優(yōu)化求解方法
5.6.1 近似等價(jià)問題
5.6.2 仿真算例
5.7 時(shí)間*優(yōu)問題凸優(yōu)化求解方法
5.7.1 等價(jià)關(guān)聯(lián)可凸化*優(yōu)著陸問題
5.7.2 *小著陸誤差問題性質(zhì)
5.7.3 簡(jiǎn)化*小著陸誤差問題
5.7.4 *優(yōu)飛行時(shí)長(zhǎng)快速搜索方法
5.7.5 仿真算例
5.8 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第6章 小行星表面著陸在線制導(dǎo)與控制
6.1 引言
6.2 基于解耦軌跡規(guī)劃的在線制導(dǎo)
6.2.1 解耦軌跡規(guī)劃問題
6.2.2 解耦軌跡規(guī)劃方法
6.2.3 仿真算例
6.3 著陸多滑模面制導(dǎo)
6.3.1 多滑模面制導(dǎo)設(shè)計(jì)
6.3.2 仿真算例
6.4 著陸軌跡終端滑？刂
6.4.1 終端滑模控制設(shè)計(jì)
6.4.2 終端滑？刂品治
6.4.3 仿真算例
6.5 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
附錄 解耦軌跡規(guī)劃問題控制切換點(diǎn)解析解
展開全部
不規(guī)則小行星附近探測(cè)器制導(dǎo)與控制 作者簡(jiǎn)介
楊洪偉：目前就職于南京航空航天大學(xué)航天學(xué)院。2012年本科畢業(yè)于山東大學(xué)工程力學(xué)系，2017年博士畢業(yè)于清華大學(xué)航天航空學(xué)院。曾獲評(píng)清華大學(xué)優(yōu)秀畢業(yè)生和優(yōu)秀博士論文。已發(fā)表論文20余篇，其中第一作者SCI期刊論文9篇。寶音賀西：清華大學(xué)航天航空學(xué)院教授、博導(dǎo)。國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者。已發(fā)表論文100余篇，出版專著一部。入選elsevier中國(guó)高被引學(xué)者榜單。擔(dān)任Astrodynamics雜志主編，深空探測(cè)學(xué)報(bào)等雜志編委。
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