航天器相對運動軌跡規(guī)劃與控制

第1章　緒論
　1.1　航天器相對運動
　　1.1.1　航天器相對運動概念
　　1.1.2　典型相對運動類型
　1.2　航天器相對運動應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀
　　1.2.1　空間交會對接與在軌服務(wù)
　　1.2.2　航天器編隊飛行
　　1.2.3　天基空間目標監(jiān)視
　1.3　相對運動軌跡規(guī)劃與控制研究綜述
　　1.3.1　相對運動建模
　　1.3.2　相對運動軌跡規(guī)劃
　　1.3.3　相對運動控制
　　1.3.4　飛行任務(wù)規(guī)劃與仿真
　1.4　本書組織結(jié)構(gòu)與主要內(nèi)容
第2章　航天器相對運動理論基礎(chǔ)
　2.1　概述
　　2.1.1　坐標系
　　2.1.2　約定與假設(shè)
　2.2　代數(shù)法相對運動模型
　　2.2.1　T-H方程
　　2.2.2　C-W方程
　2.3　幾何法相對運動模型
　　2.3.1　相對運動學方程
　　2.3.2　相對軌道根數(shù)與相對坐標的轉(zhuǎn)換
　2.4　模型誤差分析與精度對比仿真
　　2.4.1　線性化誤差
　　2.4.2　小偏心率誤差
　　2.4.3　攝動誤差
　　2.4.4　模型誤差
　　2.4.5　模型適用度準則
　2.5　姿態(tài)運動
　　2.5.1　姿態(tài)描述
　　2.5.2　姿態(tài)運動學方程
　　2.5.3　姿態(tài)動力學方程
　2.6　小結(jié)
第3章　航天器自然周期相對運動軌跡設(shè)計
　3.1　概述
　3.2　代數(shù)法
　　3.2.1　近圓參考軌道
　　3.2.2　橢圓參考軌道
　3.3　幾何法
　　3.3.1　經(jīng)典軌道根數(shù)差值的影響分析
　　3.3.2　典型周期軌跡設(shè)計
　　3.3.3　幾何法與代數(shù)法設(shè)計參數(shù)的關(guān)系
　3.4　幾項不變周期相對軌跡設(shè)計
　　3.4.1　平根數(shù)與瞬根數(shù)
　　3.4.2　平根數(shù)空間下的相對運動方程
　　3.4.3　相對軌跡設(shè)計
　　3.4.4　仿真算例
　3.5　小結(jié)
第4章　航天器近距離相對運動軌跡規(guī)劃
　4.1　概述
　4.2　基于脈沖推力的相對運動軌跡規(guī)劃
　　4.2.1　二脈沖機動模型
　　4.2.2　基于導(dǎo)航點的多脈沖軌跡規(guī)劃
　　4.2.3　基于隨機優(yōu)化的多脈沖軌跡規(guī)劃
　4.3　基于繼電型推力的相對運動軌跡規(guī)劃
　　4.3.1　離散化動力學模型
　　4.3.2　約束表示
　　4.3.3　規(guī)劃模型
　　4.3.4　仿真算例
　4.4　基于連續(xù)常值小推力的相對運動軌跡規(guī)劃
　　4.4.1　最優(yōu)控制原理
　　4.4.2　近圓參考軌道情形
　　4.4.3　橢圓參考軌道情形
　4.5　小結(jié)
第5章　航天器近距離相對運動控制策略
　5.1　概述
　5.2　控制問題框架
　　5.2.1　問題描述
　　5.2.2　控制策略
　5.3　滑模變結(jié)構(gòu)控制
　　5.3.1　基本原理
　　5.3.2　控制器設(shè)計
　　5.3.3　仿真算例
　5.4　魯棒約束模型預(yù)測控制
　　5.4.1　基本原理
　　5.4.2　控制器設(shè)計
　　5.4.3　仿真算例
　5.5　小結(jié)
第6章　航天器近距離觀測任務(wù)軌跡設(shè)計與控制
　6.1　概述
　6.2　基本相對運動類型
　　6.2.1　橢圓型
　　6.2.2　振蕩型
　　6.2.3　跳躍型
　　6.2.4　飛越型
　6.3　繞飛觀測任務(wù)軌跡
　　6.3.1　自然橢圓繞飛觀測
　　6.3.2　自然螺旋繞飛觀測
　　6.3.3　單脈沖受限“水滴”形繞飛觀測
　　6.3.4　多脈沖受限圓形繞飛觀測
　　6.3.5　多脈沖受限“田徑場”形繞飛觀測
　6.4　局部觀測任務(wù)軌跡
　　6.4.1　單脈沖受限R-bar方位觀測
　　6.4.2　自然橢圓V-bar方位觀測
　　6.4.3　多脈沖受限任意方位觀測I
　6.5　觀測任務(wù)期望姿態(tài)計算
　　6.5.1　觀測模式
　　6.5.2　充電模式
　6.6　觀測任務(wù)的6-DOF耦合推力控制
　　6.6.1　6-DOF相對動力學模型
　　6.6.2　期望狀態(tài)
　　6.6.3　控制策略
　　6.6.4　仿真算例
　6.7　小結(jié)　
第7章　空間機器人抓捕任務(wù)逼近軌跡設(shè)計與控制
　7.1　概述
　7.2　三軸穩(wěn)定衛(wèi)星的抓捕逼近
　　7.2.1　直線逼近模型
　　7.2.2　相對靜止保持
　　7.2.3　基于組合機動的V-bar逼近
　7.3　無控旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星的抓捕逼近
　　7.3.1　目標運動模型
　　7.3.2　飛越逼近策略
　　7.3.3　同步控制逼近策略
　7.4　小結(jié)　
第8章　空間機器人飛行任務(wù)仿真平臺設(shè)計與開發(fā)
　8.1　概述
　8.2　飛行任務(wù)過程分析
　　8.2.1　接近伴飛任務(wù)
　　8.2.2　交會抓捕任務(wù)
　　8.2.3　飛行任務(wù)規(guī)劃
　8.3　空間機器人系統(tǒng)功能行為模型
　　8.3.1　功能行為模型概念
　　8.3.2　空間機器人功能行為分析
　　8.3.3　空間機器人功能行為建模
　8.4　設(shè)計模式與體系架構(gòu)
　　8.4.1　MVC設(shè)計模式與實現(xiàn)
　　8.4.2　自主運行體系架構(gòu)
　8.5　仿真平臺設(shè)計與實現(xiàn)
　　8.5.1　功能需求
　　8.5.2　體系結(jié)構(gòu)
　　8.5.3　關(guān)鍵技術(shù)
　　8.5.4　仿真平臺實現(xiàn)
　8.6　小結(jié)
參考文獻