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航天動(dòng)力學(xué)與控制系列叢書--航天器電磁編隊(duì)動(dòng)力學(xué)與控制

航天動(dòng)力學(xué)與控制系列叢書--航天器電磁編隊(duì)動(dòng)力學(xué)與控制

出版社：化學(xué)工業(yè)出版社出版時(shí)間：2025-01-01
開本： 16開 頁數(shù)： 233
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航天動(dòng)力學(xué)與控制系列叢書--航天器電磁編隊(duì)動(dòng)力學(xué)與控制 版權(quán)信息

航天動(dòng)力學(xué)與控制系列叢書--航天器電磁編隊(duì)動(dòng)力學(xué)與控制 本書特色

（1）本書立足航天技術(shù)前沿，瞄準(zhǔn)國家重大需求，以電磁力航天器編隊(duì)的動(dòng)力學(xué)與控制為主要內(nèi)容，結(jié)合研究團(tuán)隊(duì)近年來的科學(xué)研究成果編撰而成。（2）書中遵循由淺入深、由易到難、由簡到繁、循序漸進(jìn)的方式，較為系統(tǒng)地介紹了電磁力航天器編隊(duì)的非線性動(dòng)力學(xué)建模與控制等技術(shù)。（3）包含了大量的一線工作案例，圖文并茂、系統(tǒng)性強(qiáng)，幫助讀者更好的理解高精度航天器編隊(duì)的相關(guān)技術(shù)，對未來航天器設(shè)計(jì)的研究發(fā)展具有很好的參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。（4）本書適用于航空航天、深空探測、控制理論與控制工程相關(guān)研究領(lǐng)域的工程技術(shù)人員和高等院校專業(yè)師生。

航天動(dòng)力學(xué)與控制系列叢書--航天器電磁編隊(duì)動(dòng)力學(xué)與控制 內(nèi)容簡介

航天器電磁編隊(duì)飛行是一種無推進(jìn)劑消耗的編隊(duì)飛行方式，它的工作原理是為每個(gè)航天器安裝電磁線圈，通過不同航天器上電磁線圈之間相互作用產(chǎn)生的電磁力和電磁力矩控制航天器的相對運(yùn)動(dòng)。航天器電磁編隊(duì)的控制過程無須消耗推進(jìn)劑，且具有無羽流污染、控制力連續(xù)的優(yōu)點(diǎn)，但電磁場的強(qiáng)非線性和位姿耦合也給編隊(duì)動(dòng)力學(xué)建模和控制帶來挑戰(zhàn)。 本書結(jié)合作者團(tuán)隊(duì)近年來的研究進(jìn)展，系統(tǒng)介紹了在姿軌耦合和強(qiáng)非線性情況下的航天器編隊(duì)動(dòng)力學(xué)建模與磁矩優(yōu)化分配，航天器電磁編隊(duì)的姿軌耦合控制，航天器電磁編隊(duì)的欠驅(qū)動(dòng)控制，基于端口哈密頓動(dòng)力學(xué)的航天器電磁編隊(duì)動(dòng)力學(xué)建模與控制等方面的*新研究成果，以及地面實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。 本書可供從事航天工程、深空探測、控制理論與控制工程相關(guān)研究領(lǐng)域的技術(shù)人員和高等院校相關(guān)專業(yè)師生參考使用。

航天動(dòng)力學(xué)與控制系列叢書--航天器電磁編隊(duì)動(dòng)力學(xué)與控制 目錄

第1章 緒論 11.1 航天器編隊(duì)飛行的概念與內(nèi)涵21.2 航天器編隊(duì)飛行計(jì)劃41.2.1 對地觀測與空間探測領(lǐng)域41.2.2 深空探測領(lǐng)域81.3 航天器電磁編隊(duì)飛行111.4 航天器編隊(duì)飛行技術(shù)研究現(xiàn)狀121.4.1 航天器編隊(duì)飛行動(dòng)力學(xué)建模方法121.4.2 航天器編隊(duì)控制技術(shù)171.4.3 航天器電磁編隊(duì)的動(dòng)力學(xué)與控制技術(shù)181.4.4 深空探測編隊(duì)自主導(dǎo)航技術(shù)212.1 坐標(biāo)系定義242.2 近地軌道航天器編隊(duì)動(dòng)力學(xué)242.2.1 C-W 方程26第1章 緒論 11.1 航天器編隊(duì)飛行的概念與內(nèi)涵21.2 航天器編隊(duì)飛行計(jì)劃41.2.1 對地觀測與空間探測領(lǐng)域41.2.2 深空探測領(lǐng)域81.3 航天器電磁編隊(duì)飛行111.4 航天器編隊(duì)飛行技術(shù)研究現(xiàn)狀121.4.1 航天器編隊(duì)飛行動(dòng)力學(xué)建模方法121.4.2 航天器編隊(duì)控制技術(shù)171.4.3 航天器電磁編隊(duì)的動(dòng)力學(xué)與控制技術(shù)181.4.4 深空探測編隊(duì)自主導(dǎo)航技術(shù)21 第2章 航天器編隊(duì)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 232.1 坐標(biāo)系定義242.2 近地軌道航天器編隊(duì)動(dòng)力學(xué)242.2.1 C-W 方程262.2.2 T-H 方程262.2.3 Lawden方程282.3 日地L2點(diǎn)航天器編隊(duì)動(dòng)力學(xué)292.3.1 編隊(duì)坐標(biāo)系的建立302.3.2 動(dòng)力學(xué)方程建模312.4 航天器編隊(duì)相對姿態(tài)動(dòng)力學(xué)322.4.1 姿態(tài)的描述322.4.2 姿態(tài)動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)模型342.5 航天器姿軌一體化動(dòng)力學(xué)362.5.1 對偶四元數(shù)362.5.2 對偶質(zhì)量與對偶動(dòng)量382.5.3 單航天器動(dòng)力學(xué)建模392.5.4 誤差動(dòng)力學(xué)方程40本章小結(jié)40 第3章 航天器電磁編隊(duì)動(dòng)力學(xué)建模與磁矩分配 413.1 電磁模型及分析423.1.1 磁場和磁矢勢423.1.2 電磁力和電磁力矩433.1.3 遠(yuǎn)場電磁模型443.1.4 遠(yuǎn)場電磁模型誤差分析453.2 遠(yuǎn)場電磁模型包絡(luò)分析473.2.1 可控磁偶極子483.2.2 電磁力包絡(luò)493.2.3 電磁力矩包絡(luò)533.3 航天器電磁編隊(duì)動(dòng)力學(xué)建模573.3.1 航天器電磁編隊(duì)的坐標(biāo)系定義573.3.2 航天器電磁編隊(duì)相對動(dòng)力學(xué)583.3.3 外界干擾建模583.4 航天器電磁編隊(duì)的磁矩優(yōu)化分配方法603.4.1 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換與快速求解613.4.2 雙星磁矩分配與優(yōu)化63本章小結(jié)70 第4章 航天器電磁編隊(duì)的六自由度控制 724.1 基于對偶四元數(shù)的電磁編隊(duì)交會(huì)對接控制734.1.1 相對運(yùn)動(dòng)學(xué)方程734.1.2 控制器設(shè)計(jì)744.1.3 仿真分析754.2 航天器電磁編隊(duì)姿軌一體化控制774.2.1 電磁編隊(duì)動(dòng)力學(xué)與動(dòng)力學(xué)模型774.2.2 期望編隊(duì)構(gòu)型794.2.3 誤差動(dòng)力學(xué)804.2.4 電磁模型及磁矩求解814.2.5 控制器設(shè)計(jì)864.2.6 仿真分析904.3 基于自抗擾方法的航天器電磁編隊(duì)控制974.3.1 平動(dòng)控制984.3.2 姿態(tài)控制994.3.3 角動(dòng)量管理1014.3.4 仿真分析102本章小結(jié)110 第5章 航天器電磁編隊(duì)的欠驅(qū)動(dòng)控制 1115.1 電磁編隊(duì)欠驅(qū)動(dòng)控制可行性分析1125.2 欠驅(qū)動(dòng)線性二次型調(diào)節(jié)器1145.2.1 LQR控制權(quán)重間接估計(jì)法1145.2.2 數(shù)值仿真與分析1165.3 欠驅(qū)動(dòng)編隊(duì)重構(gòu)控制方法1215.3.1 徑向欠驅(qū)動(dòng)滑？刂1215.3.2 跡向欠驅(qū)動(dòng)滑？刂1255.3.3 數(shù)值仿真與分析1285.4 欠驅(qū)動(dòng)編隊(duì)?wèi)彝？刂品椒?345.4.1 懸停位置可行解1345.4.2 基于擾動(dòng)觀測器的懸？刂1355.4.3 欠驅(qū)動(dòng)同步控制方法1385.4.4 數(shù)值仿真與分析140本章小結(jié)143 第6章 基于端口哈密頓動(dòng)力學(xué)的航天器編隊(duì)動(dòng)力學(xué)建模 1456.1 端口哈密頓力學(xué)基礎(chǔ)1466.1.1 端口哈密頓系統(tǒng)簡介1466.1.2 端口哈密頓系統(tǒng)定義1486.1.3 端口哈密頓系統(tǒng)特性1496.2 近地軌道航天器編隊(duì)端口哈密頓動(dòng)力學(xué)建模1506.2.1 坐標(biāo)系定義1506.2.2 編隊(duì)運(yùn)動(dòng)相對動(dòng)力學(xué)建模1516.3 日地L2點(diǎn)航天器編隊(duì)端口哈密頓動(dòng)力學(xué)建模1536.3.1 圓形限制性三體問題1536.3.2 編隊(duì)系統(tǒng)相對運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)建模1556.4 基于無源控制的航天器編隊(duì)隊(duì)形重構(gòu)1576.4.1 基于互聯(lián)和阻尼分配無源性的控制方法1576.4.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1576.4.3 近地軌道航天器編隊(duì)控制1586.4.4 日地L2點(diǎn)航天器編隊(duì)控制159本章小結(jié)161 第7章 深空探測航天器編隊(duì)自主相對導(dǎo)航 1627.1 航天器編隊(duì)自主相對導(dǎo)航概述1637.2 基于相對測量的航天器編隊(duì)自主導(dǎo)航1647.2.1 相對測量技術(shù)在編隊(duì)自主導(dǎo)航中的應(yīng)用1647.2.2 基于相對測量的深空探測航天器編隊(duì)自主相對導(dǎo)航1667.3 航天器編隊(duì)相對導(dǎo)航仿真分析1727.3.1 深空探測仿真場景想定1727.3.2 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果1737.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析176本章小結(jié)178 第8章 地面實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與仿真軟件設(shè)計(jì) 1808.1 地面實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)1818.1.1 衛(wèi)星模擬器分系統(tǒng)1838.1.2 超導(dǎo)電磁線圈分系統(tǒng)1908.1.3 氣浮平臺分系統(tǒng)1968.1.4 室內(nèi)定位分系統(tǒng)1978.2 多維超導(dǎo)電磁場建模與仿真軟件1998.2.1 有限元法建模2018.2.2 解析法建模2048.2.3 模型校核方法2108.2.4 可視化界面220本章小結(jié)221 參考文獻(xiàn) 222
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