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面向空間機動任務(wù)的決策推演理論及應(yīng)用 版權(quán)信息
- ISBN：9787515922102
- 條形碼：9787515922102 ; 978-7-5159-2210-2
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
面向空間機動任務(wù)的決策推演理論及應(yīng)用 本書特色
本書針對空間機動任務(wù)核心需求進行研究，采用多種智能算法，符合當今智能化的航天發(fā)展要求。
面向空間機動任務(wù)的決策推演理論及應(yīng)用 內(nèi)容簡介
面向空間機動任務(wù)的決策推演理論是通過地面仿真系統(tǒng)完成對空間機動任務(wù)的規(guī)劃、仿真與評估。本書從實際工程需求出發(fā)，選取五類代表性的空間機動任務(wù)，分別是接近伴飛任務(wù)、抵近成像任務(wù)、機動避障任務(wù)、巡航普查任務(wù)和在軌維護任務(wù)。根據(jù)空間尺度將機動任務(wù)實現(xiàn)策略分為遠距離抵近策略、近距離伴飛策略和碰撞規(guī)避策略三類，對每一類策略結(jié)合實際空間情況給出多種場景下的仿真算例，進行效能評估。本書在理論和實踐方面相互結(jié)合，章節(jié)設(shè)計層層遞進，結(jié)構(gòu)清晰且論述詳實，具備新穎性、豐富性和工程性，可作為航天相關(guān)專業(yè)學生和工程技術(shù)人員的參考書。
面向空間機動任務(wù)的決策推演理論及應(yīng)用 目錄
目錄
第1章緒論1
1.1概述1
1.2國內(nèi)外典型空間機動任務(wù)現(xiàn)狀2
1.2.1國外典型空間機動任務(wù)2
1.2.2國內(nèi)典型空間機動任務(wù)3
1.3決策推演理論相關(guān)綜述4
1.3.1決策推演系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀4
1.3.2軌道機動策略優(yōu)化算法研究現(xiàn)狀5
1.3.3決策推演中的多目標任務(wù)規(guī)劃研究現(xiàn)狀6
1.3.4決策推演中的數(shù)字仿真基礎(chǔ)7
1.4本書的主要內(nèi)容和安排9第2章決策推演基礎(chǔ)理論11
2.1坐標系建立11
2.2軌道動力學基礎(chǔ)13
2.2.1時間系統(tǒng)建模13
2.2.2二體問題14
2.2.3航天器軌道動力學建模21
2.2.4航天器相對運動動力學方程23
2.3常用軌道脈沖機動策略27
2.3.1霍曼轉(zhuǎn)移27
2.3.2雙橢圓轉(zhuǎn)移29
2.3.3蘭伯特轉(zhuǎn)移30
2.4任務(wù)規(guī)劃常用優(yōu)化算法32
2.4.1遺傳算法32
2.4.2差分進化算法33
2.4.3NSGAⅡ算法34
2.4.4MOEA/D算法35
2.5小結(jié)36第3章空間機動任務(wù)分析與建模37
3.1機動接近伴飛任務(wù)模型38
3.1.1接近伴飛任務(wù)簡介38
3.1.2接近伴飛任務(wù)數(shù)學模型39
3.1.3約束條件40
3.2機動抵近成像任務(wù)模型42
3.2.1抵近成像任務(wù)簡介42
3.2.2抵近成像任務(wù)數(shù)學模型42
3.2.3約束條件43
3.3機動避障任務(wù)模型44
3.3.1機動避障任務(wù)簡介44
3.3.2機動避障任務(wù)數(shù)學模型45
3.3.3約束條件45
3.4機動巡航普查任務(wù)模型46
3.4.1巡航普查任務(wù)簡介46
3.4.2巡航普查任務(wù)數(shù)學模型47
3.4.3約束條件47
3.5機動在軌維護任務(wù)模型48
3.5.1在軌維護任務(wù)簡介48
3.5.2在軌維護任務(wù)數(shù)學模型49
3.5.3約束條件50
3.6面向空間任務(wù)的機動策略決策50
3.6.1接近伴飛任務(wù)52
3.6.2抵近成像任務(wù)52
3.6.3機動避障任務(wù)53
3.6.4巡航普查任務(wù)53
3.6.5在軌維護任務(wù)53
3.7小結(jié)54第4章面向空間機動任務(wù)的航天器仿真決策55
4.1遠距離抵近機動策略55
4.1.1考慮光照約束的共面目標抵近決策及算例仿真55
4.1.2考慮交會窗口的異面目標抵近決策及算例仿真62
4.1.3遠程大范圍轉(zhuǎn)移機動決策及算例仿真67
4.1.4多脈沖多構(gòu)型抵近機動決策及算例仿真73
4.2近距離伴飛機動策略78
4.2.1伴飛距離調(diào)整的快速轉(zhuǎn)移決策及算例仿真79
4.2.2伴飛相位調(diào)整的鏡像調(diào)相決策及算例仿真84
4.2.3自主繞飛決策及算例仿真87
4.2.4基于多目標優(yōu)化的水滴懸停構(gòu)型設(shè)計決策及算例仿真92
4.2.5多點快速蘭伯特轉(zhuǎn)移決策及算例仿真99
4.2.6交會對接過程Vbar接近策略107
4.3碰撞預(yù)警及規(guī)避策略110
4.3.1碰撞預(yù)警技術(shù)方案及算例仿真111
4.3.2防撞避讓軌道技術(shù)方案118
4.4小結(jié)121第5章任務(wù)綜合效能評估方法122
5.1效能評估方法122
5.1.1效能評估概述122
5.1.2評估指標體系建立122
5.1.3效能評估方法的種類124
5.2機動接近伴飛任務(wù)效能評估127
5.2.1任務(wù)概述127
5.2.2指標構(gòu)建127
5.2.3效能評估描述129
5.3機動抵近成像任務(wù)效能評估129
5.3.1任務(wù)概述129
5.3.2指標構(gòu)建129
5.3.3效能評估描述131
5.4機動避障任務(wù)效能評估131
5.4.1任務(wù)概述131
5.4.2指標構(gòu)建132
5.4.3效能評估描述133
5.5機動巡航普查任務(wù)效能評估133
5.5.1任務(wù)概述133
5.5.2指標構(gòu)建133
5.5.3效能評估描述134
5.6機動在軌維護任務(wù)效能評估134
5.6.1任務(wù)概述134
5.6.2指標構(gòu)建134
5.6.3效能評估描述136
5.7小結(jié)136第6章面向空間多目標的軌道機動任務(wù)規(guī)劃 137
6.1基于改進遺傳算法的巡航普查任務(wù)規(guī)劃137
6.1.1任務(wù)時限約束下的巡航普查機動任務(wù)模型建立138
6.1.2基于傳統(tǒng)遺傳算法的任務(wù)規(guī)劃及算例仿真139
6.1.3基于貪婪策略的遺傳算法的任務(wù)規(guī)劃及算例仿真142
6.2基于進化算法的在軌維護任務(wù)規(guī)劃145
6.2.1交會對接任務(wù)規(guī)劃模型146
6.2.2基于差分進化算法的軌跡規(guī)劃及算例仿真148
6.2.3基于NSGAⅡ和MOEA/D的軌道次序規(guī)劃及算例仿真152
6.2.4考慮多軌道面混合目標的任務(wù)規(guī)劃算例仿真157
6.3軌道機動任務(wù)規(guī)劃研究未來展望163
6.4小結(jié)164第7章航天器決策推演系統(tǒng)工程實現(xiàn)165
7.1航天器決策推演系統(tǒng)功能劃分165
7.1.1任務(wù)籌劃與仿真決策總控軟件165
7.1.2仿真場景顯示軟件167
7.1.3模擬成像效能軟件171
7.1.4效能評估軟件175
7.1.5決策系統(tǒng)軟件技術(shù)177
7.2數(shù)據(jù)通信功能實現(xiàn)182
7.2.1數(shù)據(jù)通信部分的總體設(shè)計182
7.2.2軟件數(shù)據(jù)通信實現(xiàn)183
7.2.3數(shù)據(jù)通信協(xié)議184
7.3對遠距離抵近機動策略的實際應(yīng)用與軟件實現(xiàn)186
7.3.1抵近機動仿真應(yīng)用實現(xiàn)186
7.3.2大范圍轉(zhuǎn)移仿真應(yīng)用實現(xiàn)191
7.4對近距離伴飛機動策略的實際應(yīng)用與軟件實現(xiàn)193
7.4.1伴飛機動仿真應(yīng)用實現(xiàn)193
7.4.2蘭伯特轉(zhuǎn)移仿真應(yīng)用實現(xiàn)196
7.5對碰撞規(guī)避策略的實際應(yīng)用與軟件實現(xiàn)198
7.6小結(jié)201
參考文獻202
第1章緒論1
1.1概述1
1.2國內(nèi)外典型空間機動任務(wù)現(xiàn)狀2
1.2.1國外典型空間機動任務(wù)2
1.2.2國內(nèi)典型空間機動任務(wù)3
1.3決策推演理論相關(guān)綜述4
1.3.1決策推演系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀4
1.3.2軌道機動策略優(yōu)化算法研究現(xiàn)狀5
1.3.3決策推演中的多目標任務(wù)規(guī)劃研究現(xiàn)狀6
1.3.4決策推演中的數(shù)字仿真基礎(chǔ)7
1.4本書的主要內(nèi)容和安排9第2章決策推演基礎(chǔ)理論11
2.1坐標系建立11
2.2軌道動力學基礎(chǔ)13
2.2.1時間系統(tǒng)建模13
2.2.2二體問題14
2.2.3航天器軌道動力學建模21
2.2.4航天器相對運動動力學方程23
2.3常用軌道脈沖機動策略27
2.3.1霍曼轉(zhuǎn)移27
2.3.2雙橢圓轉(zhuǎn)移29
2.3.3蘭伯特轉(zhuǎn)移30
2.4任務(wù)規(guī)劃常用優(yōu)化算法32
2.4.1遺傳算法32
2.4.2差分進化算法33
2.4.3NSGAⅡ算法34
2.4.4MOEA/D算法35
2.5小結(jié)36第3章空間機動任務(wù)分析與建模37
3.1機動接近伴飛任務(wù)模型38
3.1.1接近伴飛任務(wù)簡介38
3.1.2接近伴飛任務(wù)數(shù)學模型39
3.1.3約束條件40
3.2機動抵近成像任務(wù)模型42
3.2.1抵近成像任務(wù)簡介42
3.2.2抵近成像任務(wù)數(shù)學模型42
3.2.3約束條件43
3.3機動避障任務(wù)模型44
3.3.1機動避障任務(wù)簡介44
3.3.2機動避障任務(wù)數(shù)學模型45
3.3.3約束條件45
3.4機動巡航普查任務(wù)模型46
3.4.1巡航普查任務(wù)簡介46
3.4.2巡航普查任務(wù)數(shù)學模型47
3.4.3約束條件47
3.5機動在軌維護任務(wù)模型48
3.5.1在軌維護任務(wù)簡介48
3.5.2在軌維護任務(wù)數(shù)學模型49
3.5.3約束條件50
3.6面向空間任務(wù)的機動策略決策50
3.6.1接近伴飛任務(wù)52
3.6.2抵近成像任務(wù)52
3.6.3機動避障任務(wù)53
3.6.4巡航普查任務(wù)53
3.6.5在軌維護任務(wù)53
3.7小結(jié)54第4章面向空間機動任務(wù)的航天器仿真決策55
4.1遠距離抵近機動策略55
4.1.1考慮光照約束的共面目標抵近決策及算例仿真55
4.1.2考慮交會窗口的異面目標抵近決策及算例仿真62
4.1.3遠程大范圍轉(zhuǎn)移機動決策及算例仿真67
4.1.4多脈沖多構(gòu)型抵近機動決策及算例仿真73
4.2近距離伴飛機動策略78
4.2.1伴飛距離調(diào)整的快速轉(zhuǎn)移決策及算例仿真79
4.2.2伴飛相位調(diào)整的鏡像調(diào)相決策及算例仿真84
4.2.3自主繞飛決策及算例仿真87
4.2.4基于多目標優(yōu)化的水滴懸停構(gòu)型設(shè)計決策及算例仿真92
4.2.5多點快速蘭伯特轉(zhuǎn)移決策及算例仿真99
4.2.6交會對接過程Vbar接近策略107
4.3碰撞預(yù)警及規(guī)避策略110
4.3.1碰撞預(yù)警技術(shù)方案及算例仿真111
4.3.2防撞避讓軌道技術(shù)方案118
4.4小結(jié)121第5章任務(wù)綜合效能評估方法122
5.1效能評估方法122
5.1.1效能評估概述122
5.1.2評估指標體系建立122
5.1.3效能評估方法的種類124
5.2機動接近伴飛任務(wù)效能評估127
5.2.1任務(wù)概述127
5.2.2指標構(gòu)建127
5.2.3效能評估描述129
5.3機動抵近成像任務(wù)效能評估129
5.3.1任務(wù)概述129
5.3.2指標構(gòu)建129
5.3.3效能評估描述131
5.4機動避障任務(wù)效能評估131
5.4.1任務(wù)概述131
5.4.2指標構(gòu)建132
5.4.3效能評估描述133
5.5機動巡航普查任務(wù)效能評估133
5.5.1任務(wù)概述133
5.5.2指標構(gòu)建133
5.5.3效能評估描述134
5.6機動在軌維護任務(wù)效能評估134
5.6.1任務(wù)概述134
5.6.2指標構(gòu)建134
5.6.3效能評估描述136
5.7小結(jié)136第6章面向空間多目標的軌道機動任務(wù)規(guī)劃 137
6.1基于改進遺傳算法的巡航普查任務(wù)規(guī)劃137
6.1.1任務(wù)時限約束下的巡航普查機動任務(wù)模型建立138
6.1.2基于傳統(tǒng)遺傳算法的任務(wù)規(guī)劃及算例仿真139
6.1.3基于貪婪策略的遺傳算法的任務(wù)規(guī)劃及算例仿真142
6.2基于進化算法的在軌維護任務(wù)規(guī)劃145
6.2.1交會對接任務(wù)規(guī)劃模型146
6.2.2基于差分進化算法的軌跡規(guī)劃及算例仿真148
6.2.3基于NSGAⅡ和MOEA/D的軌道次序規(guī)劃及算例仿真152
6.2.4考慮多軌道面混合目標的任務(wù)規(guī)劃算例仿真157
6.3軌道機動任務(wù)規(guī)劃研究未來展望163
6.4小結(jié)164第7章航天器決策推演系統(tǒng)工程實現(xiàn)165
7.1航天器決策推演系統(tǒng)功能劃分165
7.1.1任務(wù)籌劃與仿真決策總控軟件165
7.1.2仿真場景顯示軟件167
7.1.3模擬成像效能軟件171
7.1.4效能評估軟件175
7.1.5決策系統(tǒng)軟件技術(shù)177
7.2數(shù)據(jù)通信功能實現(xiàn)182
7.2.1數(shù)據(jù)通信部分的總體設(shè)計182
7.2.2軟件數(shù)據(jù)通信實現(xiàn)183
7.2.3數(shù)據(jù)通信協(xié)議184
7.3對遠距離抵近機動策略的實際應(yīng)用與軟件實現(xiàn)186
7.3.1抵近機動仿真應(yīng)用實現(xiàn)186
7.3.2大范圍轉(zhuǎn)移仿真應(yīng)用實現(xiàn)191
7.4對近距離伴飛機動策略的實際應(yīng)用與軟件實現(xiàn)193
7.4.1伴飛機動仿真應(yīng)用實現(xiàn)193
7.4.2蘭伯特轉(zhuǎn)移仿真應(yīng)用實現(xiàn)196
7.5對碰撞規(guī)避策略的實際應(yīng)用與軟件實現(xiàn)198
7.6小結(jié)201
參考文獻202
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面向空間機動任務(wù)的決策推演理論及應(yīng)用 作者簡介
陳占勝，長期從事衛(wèi)星總體設(shè)計工作，作為技術(shù)負責人先后主導了十余型衛(wèi)星的研制與成功發(fā)射；曲耀斌，長期從事衛(wèi)星總體設(shè)計工作，先后參與完成十余型衛(wèi)星研制與成功發(fā)射；鄧武東，長期從事衛(wèi)星總體、姿軌控、相對導航制導設(shè)計工作，先后參加多顆型號及課題研究工作；郭延寧，長期從事衛(wèi)星控制系統(tǒng)設(shè)計相關(guān)科研與教學工作，目前主要從事衛(wèi)星在軌服務(wù)與衛(wèi)星系統(tǒng)任務(wù)規(guī)劃科研工作。
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