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航天器姿態控制系統設計與實踐

  • 作者：編者:張堯//盛超|責編:曾仙
  • 出版社：北京理工大學
  • ISBN：9787576322750
  • 出版日期：2023/04/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：246
人民幣：RMB 69 元      售價：元
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內容大鋼
    本書圍繞航天器姿態控制系統的設計和數值模擬實踐，重點分析了航天器動力學、運動學的建模思路，給出了姿態控制系統設計方法，介紹了常用的姿態敏感器及姿態確定方法，詳細講解了姿態控制執行機構的特點及數學模型，提供了每個模塊的MATLAB模擬源代碼及GUI界面設計方法，同時將控制系統穩定性判定、控制系統性能分析等控制理論知識有機融合到姿態控制系統設計流程中。通過對本書的學習，讀者能提高關於航天器姿態控制的理論知識，更能增強其編程能力，進而快速有效地掌握航天器姿態控制系統設計與實踐的相關專業知識。此外，讀者可參考完整的設計流程和模擬源代碼，自行設計其他控制系統進行數值模擬驗證。
    本書既可作為航空、宇航相關課程的參考教材，也可供有解決航天器姿態控制相關問題需求的讀者自學。
作者介紹
編者:張堯//盛超|責編:曾仙
目錄
第1章  MATLAB基礎操作及航天器控制基本概念
  1.1  MATLAB基本語法與程序編寫
    1.1.1  MATLAB的基本操作
    1.1.2  MATLAB的數值運算與符號運算
    1.1.3  MATLAB語言的程序設計
    1.1.4  MATLAB語言的繪圖基礎
  1.2  Simulink基本建模流程
    1.2.1  常用模塊庫
    1.2.2  連續系統模塊庫
    1.2.3  非連續系統模塊庫
    1.2.4  其他模塊庫
    1.2.5  子系統及封裝技術
  1.3  MATLAB-GUI界面的編製流程
    1.3.1  圖形對象及其句柄
    1.3.2  預定義對話框
    1.3.3  採用GUIDE建立GUI
  1.4  航天器控制基本概念
    1.4.1  常用參考坐標系
    1.4.2  矢量及其表達
    1.4.3  反對稱矩陣
    1.4.4  坐標轉換矩陣
    1.4.5  與航天器姿態相關的坐標轉換矩陣
    1.4.6  姿態控制迴路
    1.4.7  軌道要素
  參考文獻
第2章  姿態運動學與動力學建模
  2.1  航天器姿態運動學方程
  2.2  動量矩定理
  2.3  航天器姿態動力學方程
  2.4  航天器所受環境力矩的建模與分析
    2.4.1  重力梯度力矩
    2.4.2  氣動力矩
    2.4.3  太陽光壓力矩
    2.4.4  地磁力矩
  2.5  MATLAB模擬設計
  2.6  Simulink模擬設計
  2.7  MATLAB GUI界面設計
  參考文獻
第3章  航天器姿態控制器設計及模擬分析
  3.1  航天器姿態控制簡介
    3.1.1  姿態控制任務
    3.1.2  姿態控制分類
    3.1.3  剛體航天器姿態控制方法
  3.2  PID控制器及MATLAB實現
    3.2.1  PID控制器的介紹
    3.2.2  PID姿態控制器的設計
    3.2.3  MATLAB環境下實現PID姿態穩定控制
    3.2.4  Simulink方式實現PID姿態穩定控制
  3.3  滑模控制器及MATLAB實現
    3.3.1  滑模控制器的介紹

    3.3.2  滑模姿態控制器的設計
    3.3.3  MATLAB環境下實現滑模姿態控制器
    3.3.4  Simulink方式實現滑模姿態穩定控制
  3.4  基於MATLAB-GUI界面的姿態控制器設計與模擬
  參考文獻
第4章  航天器姿態確定技術及編程實踐
  4.1  常用敏感器及其測量模型
    4.1.1  陀螺儀
    4.1.2  太陽敏感器
    4.1.3  星敏感器
    4.1.4  磁強計
    4.1.5  紅外地平儀
  4.2  航天器姿態確定演算法
    4.2.1  靜態確定性演算法
    4.2.2  動態狀態估計演算法
  4.3  組合姿態確定演算法
  4.4  組合姿態確定方法的MATLAB實現
    4.4.1  MATLAB環境下星敏感器姿態測量模擬
    4.4.2  MAILAB環境下組合姿態確定過程模擬
    4.4.3  Simulink方式實現組合姿態確定
  4.5  基於MATLAB-GUI界面的航天器姿態確定過程模擬
  參考文獻
第5章  姿態控制執行機構的原理及模擬
  5.1  姿態控制執行機構
    5.1.1  推力器的特點與工作原理
    5.1.2  飛輪的工作原理與輸出力矩
    5.1.3  控制力矩陀螺的工作原理與輸出力矩
  5.2  推力器操縱律設計
    5.2.1  推力器的工作原理
    5.2.2  相平面方法
  5.3  飛輪的操縱律設計
    5.3.1  飛輪組的構型
    5.3.2  操縱律設計分析
    5.3.3  飛輪的卸載
  5.4  SGCMGs的操縱律設計
    5.4.1  SGCMGs的構型分析
    5.4.2  SGCMGs的操縱律設計
  5.5  執行機構的擾動
    5.5.1  不平衡飛輪構型
    5.5.2  不平衡飛輪的動靜不平衡質量的相位差
    5.5.3  不平衡飛輪的轉動慣量
  5.6  考慮執行機構特性的姿態控制迴路的MATLAB模擬
    5.6.1  MATLAB環境下噴氣控制系統模擬
    5.6.2  MATLAB環境下反作用飛輪控制系統模擬
    5.6.3  MATLAB環境下SGCMGs控制系統模擬
  5.7  考慮執行機構特性的姿態控制迴路的Simulink模擬
    5.7.1  Simulink環境下噴氣控制系統模擬
    5.7.2  Simulink環境下反作用飛輪控制系統模擬
    5.7.3  Simulink環境下SGCMGs控制系統模擬
  5.8  基於MATLAB-GUI界面的執行機構特性設置與模擬

  參考文獻

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