包邮航天器飞行动力学与控制

第1章 绪论 1.1 航天器简介 1.1.1 航天技术发展历史 1.1.2 航天器动力学概述 1.1.3 航天器控制概述 1.2 矢量基础知识 1.2.1 物理矢量 1.2.2 矢量运算 1.2.3 矢阵的概念 1.2.4 基于矢阵的向量运算 第2章 航天器的轨道动力学 2.1 航天器轨道的描述 2.1.1 时间系统与空间坐标系 2.1.2 状态向量与轨道根数 2.1.3 航天器轨道的星下点轨迹 2.2 航天器轨道的二体问题 2.2.1 二体轨道的动力学方程与积分常量 2.2.2 航天器轨道的各种类型与特征 2.3 航天器轨道的摄动 2.3.1 航天器轨道的摄动方程 2.3.2 地球非球形引力摄动 2.3.3 第三体引力摄动” 2.3.4 太阳光压摄动 2.3.5 大气阻力摄动 2.3.6 其他摄动 2.4 特殊轨道 2.4.1 太阳同步轨道 2.4.2 临界和冻结轨道 2.4.3 回归轨道 2.4.4 地球同步轨道 思考题 程序及示例 航天趣闻——抓住春分 第3章 航天器姿态动力学 3.1 常用空间参考坐标系 3.2 坐标系转换 3.2.1 欧拉角式 3.2.2 方向余弦式 3.2.3 欧拉轴／角参数式 3.2.4 欧拉四元数式 3.3 姿态运动学 3.4 姿态动力学 3.4.1 刚体的动量矩 3.4.2 刚体的动量矩定理 3.5 空间环境力矩 3.5.1 重力梯度力矩 3.5.2 大气阻力力矩 3.5.3 太阳光压力矩 5.4 地磁力矩 思考题 程序及示例 程序代码 仿真结果 航天趣闻——空间站姿态控制“神器” 第4章 航天器姿态的确定 4.1 航天器姿态敏感器 4.1.1 太阳敏感器 4.1.2 红外地平仪 4.1.3 星敏感器 4.1.4 磁强计 4.1.5 陀螺 4.2 航天器姿态的参考测量 4.2.1 太阳方向的测量 4.2.2 天底方向的测量 4.2.3 星光方向的测量 4.2.4 地磁场方向的测量 4.3 自旋航天器的姿态确定 4.3.1 姿态确定的几何方式 4.3.2 姿态确定的太阳一地球方式 4.3.3 姿态确定的状态估计方式 4.4 三轴稳定航天器的姿态确定 4.4.1 姿态确定的双矢量方式 4.4.2 姿态确定的多矢量方式 4.4.3 姿态确定的状态估计方式 思考题 程序 航天趣闻——傅科摆 第5章 被动姿态稳定控制系统 5.1 刚体自旋卫星被动姿态稳定系统 5.1.1 轴对称刚体的自由运动 5.1.2 非轴对称刚体的自由运动 5.1.3 能量椭球、动量矩椭球和极迹线 5.1.4 旋转稳定条件 5.1.5 能量耗散效应 5.2 双自旋刚体卫星被动姿态稳定系统 5.2.1 双自旋卫星姿态动力学 5.2.2 双自旋刚体卫星的运动稳定性 5.2.3 被动章动阻尼 5.3 重力梯度被动姿态稳定系统 5.3.1 重力梯度稳定系统 5.3.2 天平动阻尼 思考题 程序 航天趣闻——“探险者一号”事件与*大轴原则 第6章 主动姿态稳定控制系统 6.1 航天器姿态控制系统 6.1.1 执行机构 6.1.2 控制器 6.1.3 姿态控制系统的分类 6.2 基于喷气推力器的姿态控制系统 6.2.1 自旋航天器喷气姿态控制 6.2.2 三轴稳定航天器喷气姿态控制 6.3 基于角动量管理装置的三轴姿态控制系统 6.3.2 偏置动量控制 思考题 程序 航天趣闻——“太空之吻” 第7章 复杂航天器的姿态控制 7.1 挠性航天器的姿态动力学与控制 7.1.1 挠性航天器姿态动力学建模 7.1.2 挠性航天器简化模型 7.1.3 控制模型与回路设计分析 7.2 充液航天器的姿态动力学与控制 7.2.1 充液航天器姿态动力学建模 7.2.2 充液航天器控制复杂性分析 7.2.3 充液航天器着陆过程的姿态控制 思考题 航天趣闻——“问天”实验舱 第8章 新时代航天器飞行动力学与控制的发展 8.1 巨型星座卫星 8.1.1 星座概念 8.1.2 低轨巨型星座的发展 8.2 航天器寿命末期离轨 8.2.1 寿命末期离轨的必要性 8.2.2 寿命末期离轨的类型 8.2.3 离轨装置的未来发展趋势 8.3 在轨组装 8.3.1 空间太阳能电站在轨装配 8.3.2 大口径天线在轨组装 8.3.3 空间大型光学载荷在轨装配 8.4 中国空间站 8.4.1 历史沿革 8.4.2 系统组成 8.4.3 技术创新与文明进步 8.5 星际航行 8.5.1 月球探测 8.5.2 火星探测 8.5.3 小行星探测 8.5.4 近地小行星防御 8.5.5 深空探测发展重点及趋势 8.6 智能技术 8.6.1 智能自主控制技术 8.6.2 航天器健康管理技术 8.6.3 故障诊断技术 思考题 主要参考文献