包邮航天动力学与控制系列丛书--航天器电磁编队动力学与控制

第1章 绪论 11.1 航天器编队飞行的概念与内涵21.2 航天器编队飞行计划41.2.1 对地观测与空间探测领域41.2.2 深空探测领域81.3 航天器电磁编队飞行111.4 航天器编队飞行技术研究现状121.4.1 航天器编队飞行动力学建模方法121.4.2 航天器编队控制技术171.4.3 航天器电磁编队的动力学与控制技术181.4.4 深空探测编队自主导航技术212.1 坐标系定义242.2 近地轨道航天器编队动力学242.2.1 C-W 方程26第1章 绪论 11.1 航天器编队飞行的概念与内涵21.2 航天器编队飞行计划41.2.1 对地观测与空间探测领域41.2.2 深空探测领域81.3 航天器电磁编队飞行111.4 航天器编队飞行技术研究现状121.4.1 航天器编队飞行动力学建模方法121.4.2 航天器编队控制技术171.4.3 航天器电磁编队的动力学与控制技术181.4.4 深空探测编队自主导航技术21 第2章 航天器编队动力学基础 232.1 坐标系定义242.2 近地轨道航天器编队动力学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点航天器编队动力学292.3.1 编队坐标系的建立302.3.2 动力学方程建模312.4 航天器编队相对姿态动力学322.4.1 姿态的描述322.4.2 姿态动力学和运动学模型342.5 航天器姿轨一体化动力学362.5.1 对偶四元数362.5.2 对偶质量与对偶动量382.5.3 单航天器动力学建模392.5.4 误差动力学方程40本章小结40 第3章 航天器电磁编队动力学建模与磁矩分配 413.1 电磁模型及分析423.1.1 磁场和磁矢势423.1.2 电磁力和电磁力矩433.1.3 远场电磁模型443.1.4 远场电磁模型误差分析453.2 远场电磁模型包络分析473.2.1 可控磁偶极子483.2.2 电磁力包络493.2.3 电磁力矩包络533.3 航天器电磁编队动力学建模573.3.1 航天器电磁编队的坐标系定义573.3.2 航天器电磁编队相对动力学583.3.3 外界干扰建模583.4 航天器电磁编队的磁矩优化分配方法603.4.1 坐标系转换与快速求解613.4.2 双星磁矩分配与优化63本章小结70 第4章 航天器电磁编队的六自由度控制 724.1 基于对偶四元数的电磁编队交会对接控制734.1.1 相对运动学方程734.1.2 控制器设计744.1.3 仿真分析754.2 航天器电磁编队姿轨一体化控制774.2.1 电磁编队动力学与动力学模型774.2.2 期望编队构型794.2.3 误差动力学804.2.4 电磁模型及磁矩求解814.2.5 控制器设计864.2.6 仿真分析904.3 基于自抗扰方法的航天器电磁编队控制974.3.1 平动控制984.3.2 姿态控制994.3.3 角动量管理1014.3.4 仿真分析102本章小结110 第5章 航天器电磁编队的欠驱动控制 1115.1 电磁编队欠驱动控制可行性分析1125.2 欠驱动线性二次型调节器1145.2.1 LQR控制权重间接估计法1145.2.2 数值仿真与分析1165.3 欠驱动编队重构控制方法1215.3.1 径向欠驱动滑模控制1215.3.2 迹向欠驱动滑模控制1255.3.3 数值仿真与分析1285.4 欠驱动编队悬停控制方法1345.4.1 悬停位置可行解1345.4.2 基于扰动观测器的悬停控制1355.4.3 欠驱动同步控制方法1385.4.4 数值仿真与分析140本章小结143 第6章 基于端口哈密顿动力学的航天器编队动力学建模 1456.1 端口哈密顿力学基础1466.1.1 端口哈密顿系统简介1466.1.2 端口哈密顿系统定义1486.1.3 端口哈密顿系统特性1496.2 近地轨道航天器编队端口哈密顿动力学建模1506.2.1 坐标系定义1506.2.2 编队运动相对动力学建模1516.3 日地L2点航天器编队端口哈密顿动力学建模1536.3.1 圆形限制性三体问题1536.3.2 编队系统相对运动动力学建模1556.4 基于无源控制的航天器编队队形重构1576.4.1 基于互联和阻尼分配无源性的控制方法1576.4.2 控制系统设计1576.4.3 近地轨道航天器编队控制1586.4.4 日地L2点航天器编队控制159本章小结161 第7章 深空探测航天器编队自主相对导航 1627.1 航天器编队自主相对导航概述1637.2 基于相对测量的航天器编队自主导航1647.2.1 相对测量技术在编队自主导航中的应用1647.2.2 基于相对测量的深空探测航天器编队自主相对导航1667.3 航天器编队相对导航仿真分析1727.3.1 深空探测仿真场景想定1727.3.2 仿真实验结果1737.3.3 实验结果分析176本章小结178 第8章 地面实验系统与仿真软件设计 1808.1 地面实验系统软硬件设计1818.1.1 卫星模拟器分系统1838.1.2 超导电磁线圈分系统1908.1.3 气浮平台分系统1968.1.4 室内定位分系统1978.2 多维超导电磁场建模与仿真软件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 可视化界面220本章小结221 参考文献 222