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不規則小行星附近探測器制導與控制 版權信息
- ISBN：9787302601371
- 條形碼：9787302601371 ; 978-7-302-60137-1
- 裝幀：70g膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
不規則小行星附近探測器制導與控制 本書特色
本書獲得國家科學技術出版基金支持。小行星探測重要的科學意義和工程價值，已成為深空探測主要方向之一。開展小行星引力場中制導與控制問題研究有助于我們設計不同類型的小行星探測器任務。此外，小行星探測任務由于小行星引力場不規則、物理參數不確定性大、表面逃逸速度小等因素也使得小行星引力場中制導與控制問題極具挑戰性。本書基于小行星附近引力環境和動力學機制，針對懸停、繞飛、轉移和著陸四種不同任務形式，介紹探測器制導與控制方法，實現軌道控制可行性、穩定性及安全性等目標。
不規則小行星附近探測器制導與控制 內容簡介
本書首先介紹了小行星引力場中的動力學模型，包括坐標系和動力學方程；然后針對小行星引力場中懸停、繞飛、轉移以及著陸四種重要的任務形式，介紹了作者以及其他學者近年來關于受控系統動力學、制導、流形拼接、線性反饋控制、滑模控制等方面的研究成果。
不規則小行星附近探測器制導與控制 目錄
第1章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 小行星附近動力學研究現狀
1.2.1 小行星引力場模型
1.2.2 小行星平衡點
1.2.3 小行星周期軌道
1.3 小行星附近懸停控制研究現狀
1.3.1 懸停閉環控制
1.3.2 連續小推力懸停
1.3.3 太陽帆懸停
1.4 小行星附近轉移和繞飛軌道制導與控制研究現狀
1.4.1 脈沖機動轉移軌道設計
1.4.2 連續推力轉移閉環制導
1.4.3 繞飛軌道控制
1.5 小行星表面著陸*優制導研究現狀
1.5.1 間接法
1.5.2 偽譜法
1.5.3 凸優化方法
1.6 小行星表面著陸在線制導與控制研究現狀
1.6.1 多項式制導與控制
1.6.2 基于解析控制的閉環制導方法
1.6.3 基于軌跡優化的計算制導方法
1.7 本書各章節內容安排
參考文獻
第2章 動力學方程與引力場模型
2.1 引言
2.2 坐標系
2.3 動力學方程
2.3.1 無控動力學方程
2.3.2 受控動力學方程
2.3.3 平衡點及其附近線性化方程
2.4 不規則小行星引力場模型
2.4.1 球諧函數模型
2.4.2 多面體模型
2.5 細長形小行星簡化模型
2.5.1 模型定義與有效勢能
2.5.2 旋轉質量偶極子模型參數確定
2.5.3 旋轉質量三極子模型參數確定
2.6 本章小結
參考文獻
第3章 小行星引力場中的懸停控制
3.1 引言
3.2 懸停動力學方程和約束條件
3.3 人工平衡點動力學分析
3.3.1 人工平衡點拓撲分類與分岔
3.3.2 人工平衡點集分析
3.3.3 人工平衡點穩定性分析
3.3.4 觀測覆蓋區域分析
3.4 懸停反饋線性化控制
3.4.1 細長形小行星共線型平衡點懸停線性控制
3.4.2 一般懸停點處反饋線性化控制
3.4.3 仿真算例
3.5 懸停滑模控制
3.5.1 滑模面定義及其穩定性
3.5.2 控制律和控制穩定性
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
參考文獻
第4章 小行星引力場中轉移制導與繞飛控制
4.1 引言
4.2 雙脈沖轉移軌道設計
4.2.1 不規則引力場蘭伯特問題
4.2.2 基于粗略搜索和數值延拓的轉移軌道求解方法
4.2.3 基于經典蘭伯特解的轉移軌道求解方法
4.2.4 仿真算例
4.3 連續推力作用下軌道轉移制導方法
4.3.1 ZEM/ZEV軌道轉移制導
4.3.2 仿真算例
4.4 赤道面附近逆行周期軌道設計
4.4.1 周期軌道設計方法
4.4.2 周期軌道穩定性分析
4.4.3 仿真算例
4.5 繞飛軌道跟蹤*優線性反饋控制
4.5.1 *優線性反饋控制設計
4.5.2 仿真算例
4.6 本章小結
參考文獻
第5章 小行星表面著陸*優制導
5.1 引言
5.2 受控著陸*優制導問題描述
5.3 *優控制律和一階必要條件
5.3.1 時間*優
5.3.2 燃料*優
5.4 燃料*優問題求解的同倫方法
5.4.1 同倫法描述
5.4.2 飛行時長和初始位置對燃料影響分析
5.4.3 仿真算例
5.5 燃料*優問題求解的無初值猜測同倫方法
5.5.1 燃料*優與能量*優控制問題
5.5.2 零廣義重力能量*優控制問題
5.5.3 無控制約束零廣義重力能量*優控制問題解
5.5.4 無初值猜測同倫方法
5.5.5 仿真算例
5.6 燃料*優問題凸優化求解方法
5.6.1 近似等價問題
5.6.2 仿真算例
5.7 時間*優問題凸優化求解方法
5.7.1 等價關聯可凸化*優著陸問題
5.7.2 *小著陸誤差問題性質
5.7.3 簡化*小著陸誤差問題
5.7.4 *優飛行時長快速搜索方法
5.7.5 仿真算例
5.8 本章小結
參考文獻
第6章 小行星表面著陸在線制導與控制
6.1 引言
6.2 基于解耦軌跡規劃的在線制導
6.2.1 解耦軌跡規劃問題
6.2.2 解耦軌跡規劃方法
6.2.3 仿真算例
6.3 著陸多滑模面制導
6.3.1 多滑模面制導設計
6.3.2 仿真算例
6.4 著陸軌跡終端滑模控制
6.4.1 終端滑模控制設計
6.4.2 終端滑模控制分析
6.4.3 仿真算例
6.5 本章小結
參考文獻
附錄 解耦軌跡規劃問題控制切換點解析解
1.1 研究背景與意義
1.2 小行星附近動力學研究現狀
1.2.1 小行星引力場模型
1.2.2 小行星平衡點
1.2.3 小行星周期軌道
1.3 小行星附近懸停控制研究現狀
1.3.1 懸停閉環控制
1.3.2 連續小推力懸停
1.3.3 太陽帆懸停
1.4 小行星附近轉移和繞飛軌道制導與控制研究現狀
1.4.1 脈沖機動轉移軌道設計
1.4.2 連續推力轉移閉環制導
1.4.3 繞飛軌道控制
1.5 小行星表面著陸*優制導研究現狀
1.5.1 間接法
1.5.2 偽譜法
1.5.3 凸優化方法
1.6 小行星表面著陸在線制導與控制研究現狀
1.6.1 多項式制導與控制
1.6.2 基于解析控制的閉環制導方法
1.6.3 基于軌跡優化的計算制導方法
1.7 本書各章節內容安排
參考文獻
第2章 動力學方程與引力場模型
2.1 引言
2.2 坐標系
2.3 動力學方程
2.3.1 無控動力學方程
2.3.2 受控動力學方程
2.3.3 平衡點及其附近線性化方程
2.4 不規則小行星引力場模型
2.4.1 球諧函數模型
2.4.2 多面體模型
2.5 細長形小行星簡化模型
2.5.1 模型定義與有效勢能
2.5.2 旋轉質量偶極子模型參數確定
2.5.3 旋轉質量三極子模型參數確定
2.6 本章小結
參考文獻
第3章 小行星引力場中的懸停控制
3.1 引言
3.2 懸停動力學方程和約束條件
3.3 人工平衡點動力學分析
3.3.1 人工平衡點拓撲分類與分岔
3.3.2 人工平衡點集分析
3.3.3 人工平衡點穩定性分析
3.3.4 觀測覆蓋區域分析
3.4 懸停反饋線性化控制
3.4.1 細長形小行星共線型平衡點懸停線性控制
3.4.2 一般懸停點處反饋線性化控制
3.4.3 仿真算例
3.5 懸停滑模控制
3.5.1 滑模面定義及其穩定性
3.5.2 控制律和控制穩定性
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
參考文獻
第4章 小行星引力場中轉移制導與繞飛控制
4.1 引言
4.2 雙脈沖轉移軌道設計
4.2.1 不規則引力場蘭伯特問題
4.2.2 基于粗略搜索和數值延拓的轉移軌道求解方法
4.2.3 基于經典蘭伯特解的轉移軌道求解方法
4.2.4 仿真算例
4.3 連續推力作用下軌道轉移制導方法
4.3.1 ZEM/ZEV軌道轉移制導
4.3.2 仿真算例
4.4 赤道面附近逆行周期軌道設計
4.4.1 周期軌道設計方法
4.4.2 周期軌道穩定性分析
4.4.3 仿真算例
4.5 繞飛軌道跟蹤*優線性反饋控制
4.5.1 *優線性反饋控制設計
4.5.2 仿真算例
4.6 本章小結
參考文獻
第5章 小行星表面著陸*優制導
5.1 引言
5.2 受控著陸*優制導問題描述
5.3 *優控制律和一階必要條件
5.3.1 時間*優
5.3.2 燃料*優
5.4 燃料*優問題求解的同倫方法
5.4.1 同倫法描述
5.4.2 飛行時長和初始位置對燃料影響分析
5.4.3 仿真算例
5.5 燃料*優問題求解的無初值猜測同倫方法
5.5.1 燃料*優與能量*優控制問題
5.5.2 零廣義重力能量*優控制問題
5.5.3 無控制約束零廣義重力能量*優控制問題解
5.5.4 無初值猜測同倫方法
5.5.5 仿真算例
5.6 燃料*優問題凸優化求解方法
5.6.1 近似等價問題
5.6.2 仿真算例
5.7 時間*優問題凸優化求解方法
5.7.1 等價關聯可凸化*優著陸問題
5.7.2 *小著陸誤差問題性質
5.7.3 簡化*小著陸誤差問題
5.7.4 *優飛行時長快速搜索方法
5.7.5 仿真算例
5.8 本章小結
參考文獻
第6章 小行星表面著陸在線制導與控制
6.1 引言
6.2 基于解耦軌跡規劃的在線制導
6.2.1 解耦軌跡規劃問題
6.2.2 解耦軌跡規劃方法
6.2.3 仿真算例
6.3 著陸多滑模面制導
6.3.1 多滑模面制導設計
6.3.2 仿真算例
6.4 著陸軌跡終端滑模控制
6.4.1 終端滑模控制設計
6.4.2 終端滑模控制分析
6.4.3 仿真算例
6.5 本章小結
參考文獻
附錄 解耦軌跡規劃問題控制切換點解析解
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不規則小行星附近探測器制導與控制 作者簡介
楊洪偉：目前就職于南京航空航天大學航天學院。2012年本科畢業于山東大學工程力學系，2017年博士畢業于清華大學航天航空學院。曾獲評清華大學優秀畢業生和優秀博士論文。已發表論文20余篇，其中第一作者SCI期刊論文9篇。寶音賀西：清華大學航天航空學院教授、博導。國家杰出青年科學基金獲得者。已發表論文100余篇，出版專著一部。入選elsevier中國高被引學者榜單。擔任Astrodynamics雜志主編，深空探測學報等雜志編委。
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