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橢圓軌道近距離相對導航與姿軌一體化控制

  • 作者：張力軍//劉軍//張翔//張士峰|責編:尤力
  • 出版社：國防工業
  • ISBN：9787118128468
  • 出版日期：2023/04/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：150
人民幣：RMB 68 元      售價：元
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內容大鋼
    本書以近距離空間操控任務為研究背景，針對橢圓軌道近距離相對導航與姿軌一體化控制方法開展研究，系統闡述了基於單目視覺的非合作相對位姿確定方法、基於狀態估計的近距離相對導航方法、基於對偶代數的航天器姿軌一體化控制方法、空間高精度姿態機動控制技術等內容，所提出的方法均適用於目標航天器軌道為橢圓或近圓軌道情形。本書注重理論性和系統性，並採用數學推導與模擬實驗相結合的思路，初步解決了基於單目視覺的航天器近距離相對導航與姿軌控制中若干關鍵問題，具有很強的實際應用背景。
    本書的主要讀者對象為從事航天器相對姿態確定和控制系統設計與模擬的科研人員，同時也可作為高等院校相關專業研究生和科研學者的參考書。
作者介紹
張力軍//劉軍//張翔//張士峰|責編:尤力
目錄
第1章  緒論
  1.1  背景和意義
  1.2  航天器相對導航與姿軌耦合控制若干關鍵技術的發展及研究現狀
    1.2.1  相對運動動力學建模技術
    1.2.2  視覺相對導航技術
    1.2.3  近距離姿軌耦合控制技術
  1.3  本書主要思路及內容
  參考文獻
第2章  航天器相對動力學、敏感器與執行機構模型
  2.1  航天器相對軌道動力學模型
    2.1.1  坐標系定義
    2.1.2  橢圓軌道相對動力學方程
  2.2  航天器相對姿態運動學模型
    2.2.1  姿態四元數運動學方程
    2.2.2  航天器相對姿態運動學方程
  2.3  敏感器模型
    2.3.1  VISNAV觀測模型
    2.3.2  陀螺測量模型
  2.4  執行機構模型
    2.4.1  噴氣推力器
    2.4.2  控制力矩陀螺
  參考文獻
第3章  基於非線性最小二乘法的航天器相對位姿確定
  3.1  基於MRPs的VISNAV觀測模型
    3.1.1  修正羅德里格參數
    3.1.2  VISNAV觀測模型1（含雜訊）
  3.2  基於非線性最小二乘法的相對位姿確定方法
    3.2.1  非線性最小二乘演算法
    3.2.2  相對位姿確定方法
    3.2.3  加權矩陣W的選取
  3.3  模擬實驗與分析
    3.3.1  靜態模擬
    3.3.2  動態模擬
  參考文獻
第4章  基於狀態估計的近距離相對導航
  4.1  基於EKF的航天器相對位姿確定方法
    4.1.1  擴展卡爾曼濾波
    4.1.2  EKF導航濾波器設計
    4.1.3  模擬實驗與分析
  4.2  基於CKF的航天器相對位姿確定方法
    4.2.1  容積卡爾曼濾波
    4.2.2  CKF導航濾波器設計
    4.2.3  模擬實驗與分析
  4.3  主星失控翻滾情形下的相對位姿確定方法
    4.3.1  角速度測量模型
    4.3.2  EKF導航濾波器設計
    4.3.3  模擬實驗與分析
  參考文獻
第5章  基於對偶代數的航天器姿軌一體化控制
  5.1  基於對偶代數的航天器軌/姿運動學和動力學建模

    5.1.1  對偶四元數
    5.1.2  基於對偶代數的航天器軌/姿運動學方程
    5.1.3  基於對偶代數的軌/姿一體化動力學方程
    5.1.4  誤差動力學方程
  5.2  基於對偶代數的航天器姿軌一體化控制系統設計
    5.2.1  系統模型不確定性
    5.2.2  基於對偶代數的姿軌一體化控制方法
    5.2.3  全推力器控制系統設計
  5.3  模擬實驗與分析
    5.3.1  模擬算例1
    5.3.2  模擬算例2
  參考文獻
第6章  空間高精度姿態機動控制
  6.1  基於路徑規劃的最優姿態快速機動控制律設計與模擬
    6.1.1  最優姿態軌跡規劃問題
    6.1.2  Radau偽譜法
    6.1.3  基於LQR的軌跡跟蹤控制
    6.1.4  模擬實驗與分析
  6.2  空間高精度姿態機動的模型誤差預測控制方法
    6.2.1  非線性預測濾波
    6.2.2  模型誤差預測控制方法
    6.2.3  姿態控制器設計
    6.2.4  模擬實驗與分析
  參考文獻
附錄A  相對軌道動力學方程
  A.1  任意相對軌道動力學方程
  A.2  10維非線性相對運動動力學方程
  A.3  8維非線性相對運動動力學方程
  A.4  C-W方程
附錄B  偏導數矩陣f（xp）/xp
附錄C  第5章相關公式推導
  C.1  式（5.26）的推導
  C.2  式（5.41）和式（5.42）的推導

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