先進航天器動力學(xué)與控制

目錄前言第1章 緒論 11.1 大型空間探測器 11.2 超精密空間載荷及實驗 31.3 先進應(yīng)用衛(wèi)星發(fā)展 6參考文獻 8第2章 分離式航天器及復(fù)合編隊?wèi)?yīng)用 112.1 分離式航天器 112.1.1 分離式航天器概念 112.1.2 分離式航天器動力學(xué)模型 122.2 柔性線纜連接的分離式航天器低頻動力學(xué)研究 212.2.1 分離式航天器系統(tǒng)坐標(biāo)系及矢量描述 212.2.2 分離式航天器系統(tǒng)多體剛?cè)釀恿W(xué) 222.2.3 珠元模型驗證 262.2.4 分離式航天器系統(tǒng)仿真研究 272.3 分離式航天器應(yīng)用算例 352.3.1 復(fù)合編隊飛行系統(tǒng)概述 352.3.2 復(fù)合編隊衛(wèi)星運動模型 362.3.3 復(fù)合編隊控制仿真 402.4 本章小結(jié) 43參考文獻 44第3章 航天器扭量動力學(xué)理論及控制 453.1 剛體位姿運動扭量定義 453.2 運動模型 563.2.1 運動學(xué)模型 563.2.2 動力學(xué)模型 583.3 基于扭量的航天器姿軌一體化控制 593.3.1 航天器姿軌相對運動的扭量模型 593.3.2 扭量控制器設(shè)計 653.3.3 分離式航天器扭量控制仿真 753.4 本章小結(jié) 82參考文獻 82第4章 分離式航天器微碰振動力學(xué) 834.1 接觸碰撞模型 834.2 分離式航天器碰振動力學(xué)建模和仿真 864.2.1 分離式航天器碰振動力學(xué)建模 864.2.2 分離式航天器碰振仿真 884.3 分離式航天器碰撞規(guī)避控制 944.3.1 基于模型預(yù)測控制的碰撞規(guī)避策略 944.3.2 模型預(yù)測控制器設(shè)計 964.3.3 碰撞規(guī)避控制仿真 994.4 本章小結(jié) 105參考文獻 105第5章 先進航天器微振動及空間時頻傳遞應(yīng)用 1075.1 柔性航天器微振動問題 1075.1.1 參考坐標(biāo)系 1075.1.2 柔性航天器剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)模型 1085.1.3 飛輪擾動模型 1105.1.4 柔性航天器微振動模型 1125.2 微振動與時頻傳遞 1125.2.1 模型建立 1125.2.2 相對論估計模型 1145.2.3 仿真研究 1205.3 本章小結(jié) 129參考文獻 129第6章 航天器大柔性部件動力學(xué)與控制 1306.1 柔性航天器結(jié)構(gòu)變形和低頻振動控制系統(tǒng) 1306.2 基于輸入成形法的柔性航天器姿態(tài)機動控制 1316.2.1 姿態(tài)控制器設(shè)計 1316.2.2 輸入成形器設(shè)計 1326.3 柔性附件結(jié)構(gòu)變形和振動的獨立模態(tài)空間控制 1346.4 彎矩作動器變形控制 1366.4.1 系統(tǒng)設(shè)計 1376.4.2 模型建立 1386.4.3 彎矩作動器控制器設(shè)計 1396.4.4 實驗驗證 1436.5 本章小結(jié) 146參考文獻 146第7章 先進航天器隔振技術(shù) 1477.1 隔振問題描述 1477.1.1 單級隔振器隔振性能權(quán)衡 1477.1.2 兩級隔振器隔振性能權(quán)衡 1497.1.3 隔振動力學(xué)模型 1507.2 兩級混合隔振器MRAC-PID復(fù)合控制器 1517.2.1 多項式方法主動隔振設(shè)計 1517.2.2 主動隔振的MRAC-PID復(fù)合控制 1537.3 采用MRAC-PID復(fù)合控制的多自由度主動隔振 1547.3.1 4支腿平臺控制姿態(tài)傾斜 1547.3.2 柔性航天器的Stewart平臺姿態(tài)抖動抑制 1567.4 基于自適應(yīng)LMS濾波的單自由度主動隔振 1597.4.1 自適應(yīng)LMS濾波隔振算法 1607.4.2 自適應(yīng)LMS濾波隔振算法實驗結(jié)果 1617.5 本章小結(jié) 162參考文獻 162第8章 先進航天器壓電智能材料遲滯動力學(xué)建模及辨識 1648.1 壓電作動系統(tǒng)動力學(xué)模型 1648.2 壓電作動系統(tǒng)Preisach遲滯辨識 1698.2.1 Preisach遲滯模型 1698.2.2 Preisach參數(shù)辨識實驗設(shè)計 1708.2.3 遲滯辨識方法 1738.2.4 Preisach遲滯模型參數(shù)辨識 1758.2.5 Preisach遲滯實驗研究 1778.3 壓電作動系統(tǒng)Bouc-Wen遲滯辨識 1838.3.1 Bouc-Wen遲滯模型 1838.3.2 Bouc-Wen遲滯模型參數(shù)辨識 1848.3.3 Bouc-Wen遲滯實驗研究 1858.4 本章小結(jié) 191參考文獻 191第9章 先進航天器連接非線性動力學(xué) 1939.1 端點帶遲滯非線性連續(xù)體動力學(xué)建模及響應(yīng) 1939.1.1 數(shù)學(xué)建模 1939.1.2 算例數(shù)值求解及討論 1979.2 帶連接結(jié)構(gòu)連續(xù)體頻率漂移研究 2059.2.1 軸向力及面內(nèi)摩擦力的影響 2069.2.2 間隙及預(yù)緊力對系統(tǒng)頻率漂移的影響 2119.3 本章小結(jié) 220參考文獻 220第10章 先進航天器頻率漂移動力學(xué)與衍射式主鏡面型控制技術(shù) 22210.1 典型航天器結(jié)構(gòu)的三自由度模型 22210.2 研究方法描述 22410.2.1 帶間隙連接結(jié)構(gòu)模型 22510.2.2 螺栓連接結(jié)構(gòu)的Iwan模型 22510.2.3 帶間隙連接結(jié)構(gòu)對結(jié)構(gòu)頻率漂移的影響 22610.2.4 螺栓連接結(jié)構(gòu)對結(jié)構(gòu)頻率漂移的影響 22910.2.5 兩種非線性條件下系統(tǒng)頻率漂移對比 23210.3 展開式衍射望遠鏡主鏡面型控制 23310.3.1 面型控制方案設(shè)計 23310.3.2 大行程高精度作動器設(shè)計 23410.3.3 面型控制仿真 23710.4 本章小結(jié) 241參考文獻 241第11章 空間碎片激光清理航天器設(shè)計與柔性航天器指向地面實驗 24311.1 空間碎片激光清理中繼方案 24311.1.1 激光中繼探測與清理一體化系統(tǒng)設(shè)計 24511.1.2 激光清理指向控制及仿真 24811.2 三軸穩(wěn)定氣浮航天器設(shè)計 25111.2.1 氣浮系統(tǒng) 25211.2.2 機械系統(tǒng) 25411.2.3 測量系統(tǒng) 25811.2.4 控制系統(tǒng) 26011.2.5 執(zhí)行系統(tǒng) 26011.2.6 電源系統(tǒng) 26111.3 三軸穩(wěn)定氣浮航天器指向控制實驗 26211.3.1 氣浮實驗系統(tǒng)調(diào)試 26211.3.2 激光指向姿態(tài)控制器設(shè)計 26311.3.3 激光指向姿態(tài)控制實驗 26511.4 柔性三軸穩(wěn)定航天器低頻振動控制實驗 27011.4.1 氣浮轉(zhuǎn)臺控制程序編寫 27011.4.2 基于輸入成形法的柔性航天器低頻振動控制實驗驗證 27111.5 本章小結(jié) 274參考文獻 275第12章 先進航天器高精度指向跟蹤瞄準地面實驗技術(shù) 27612.1 多目標(biāo)精跟蹤瞄準技術(shù)及實驗 27612.1.1 實驗方案 27612.1.2 精跟蹤瞄準地面實驗系統(tǒng)開發(fā)研制 27912.1.3 精跟蹤瞄準地面實驗驗證 28212.2 基于邁克耳孫干涉儀的高精度角度測量技術(shù) 29312.2.1 測量系統(tǒng)原理 29312.2.2 測量實驗及結(jié)果 29412.3 本章小結(jié) 298參考文獻 298