小推力軌道機動動力學與控制

第1章 緒論
1.1 軌道機動與小推力技術(shù)
1.2 電推進技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.1 電推進技術(shù)概況
1.2.2 三類主要的電推力器
1.2.3 電推進技術(shù)的應用
1.3 相關(guān)技術(shù)的國內(nèi)外研究進展
1.3.1 小推力軌道轉(zhuǎn)移技術(shù)
1.3.2 小推力軌道保持技術(shù)
1.3.3 人工特殊軌道實現(xiàn)技術(shù)
參考文獻
第2章 小推力軌道機動基礎理論
2.1 引言
2.2 電推進的基本原理
2.2.1 常推力電推力器的最優(yōu)比沖
2.2.2 等加速度飛行時的最優(yōu)質(zhì)量比
2.3 徑向常推力加速度的飛行軌道
2.4 切向常推力的飛行軌道
2.4.1 數(shù)值方法求解
2.4.2 近似方法求解
2.5 非共面圓軌道間的小推力轉(zhuǎn)移軌道
2.5.1 軌道機動的攝動運動方程
2.5.2 問題的最優(yōu)控制解
2.5.3 全電推進地球靜止軌道衛(wèi)星發(fā)射問題
參考文獻
第3章 小推力轉(zhuǎn)移軌道設計間接優(yōu)化方法
3.1 引言
3.2 春分點軌道根數(shù)
3.2.1 春分點根數(shù)的定義
3.2.2 春分點根數(shù)與位置、速度的轉(zhuǎn)換關(guān)系
3.3 春分點根數(shù)變分方程
3.3.1 變分方程的建立
3.3.2 位置關(guān)于春分點根數(shù)的偏導數(shù)
3.3.3 春分點根數(shù)關(guān)于速度的偏導數(shù)
3.4 最短時間轉(zhuǎn)移軌道設計
3.4.1 最優(yōu)控制問題描述
3.4.2 兩點邊值問題求解
3.5 算例仿真與分析
3.5.1 LEO-GEO轉(zhuǎn)移算例
3.5.2 地球一火星轉(zhuǎn)移算例
參考文獻
第4章 小推力機動軌道設計直接優(yōu)化方法
4.1 引言
4.2 偽譜法
4.2.1 Gauss偽譜法
4.2.2 其他偽譜法及對比
4.2.3 偽譜法初值的快速生成
4.3 運動合成法
4.3.1 基本思路
4.3.2 轉(zhuǎn)移軌道的描述方式
4.3.3 小推力加速度的描述方式
4.3.4 非線性規(guī)劃問題描述
4.4 算例仿真與分析
4.4.1 Gauss偽譜法仿真算例
4.4.2 運動合成法仿真算例
參考文獻
第5章 地球靜止軌道衛(wèi)星位置保持方法
5.1 引言
5.2 GEO衛(wèi)星攝動運動分析
5.2.1 攝動運動方程
5.2.2 地球非球形攝動
5.2.3 日月引力攝動
5.2.4 太陽光壓攝動
5.3 南北方向位置保持方法
5.3.1 南北位置保持策略
5.3.2 相平面控制方法
5.3.3 仿真分析
5.4 東西方向位置保持策略
參考文獻
第6章 無阻力衛(wèi)星的軌道保持方法
6.1 引言
6.2 無阻力衛(wèi)星的系統(tǒng)構(gòu)成
6.2.1 無阻力衛(wèi)星的控制系統(tǒng)
6.2.2 無阻力衛(wèi)星的硬件系統(tǒng)
6.3 基于PID控制方法的位移控制模式
6.3.1 衛(wèi)星運動方程
6.3.2 控制律設計
6.3.3 仿真分析
6.4 基于LQG控制方法的混合控制模式
6.4.1 線性化狀態(tài)方程
6.4.2 控制律設計
6.4.3 仿真分析
參考文獻
第7章 地月平動點軌道保持控制方法
7.1 引言
7.2 基本動力學模型與仿真約束
7.2.1 基本動力學模型
7.2.2 標稱軌道
7.2.3 仿真約束和誤差分布
7.3 平動點軌道保持的LQR方法
7.3.1 LQR保持控制算法
7.3.2 I，QR保持控制仿真
7.4 平動點軌道保持的靶點法
7.4.1 靶點保持控制算法
7.4.2 靶點法保持控制仿真
7.5 平動點軌道保持的滑模控制方法
7.5.1 滑模保持控制算法
7.5.2 滑模保持控制仿真
參考文獻
第8章 航天器編隊飛行構(gòu)型控制方法
8.1 引言
8.2 編隊飛行的運動描述方法
8.2.1 動力學描述方法
8.2.2 運動學描述方法
8.3 編隊飛行構(gòu)型建立控制方法
8.3.1 相對軌道根數(shù)反饋控制律設計
8.3.2 發(fā)動機開關(guān)機控制
8.3.3 仿真分析
8.4 編隊飛行構(gòu)型保持控制方法
8.4.1 相對軌道根數(shù)反饋控制律設計
8.4.2 相對運動狀態(tài)反饋控制律設計
8.4.3 仿真分析
參考文獻
第9章 小推力快速繞飛軌道設計方法
9.1 引言
9.2 相對軌道設計的基本原理
9.3 二體模型下的快速繞飛軌道設計
9.3.1 繞飛軌道設計原理
9.3.2 燃耗計算與優(yōu)化
9.3.3 仿真算例
9.4 考慮J2項影響的快速繞飛軌道設計
9.4.1 線性化運動方程
9.4.2 控制力方程
9.4.3 仿真算例
參考文獻
第10章 小推力懸停軌道設計與控制方法
10.1 引言
10.2 橢圓懸停軌道設計
10.2.1 控制力方程與燃耗估算
10.2.2 仿真算例
10.3 基于LQR的懸停軌道控制方法
10.3.1 控制器設計
10.3.2 仿真算例
10.3.3 地球靜止軌道懸?？尚行苑治?br />10.4 滑模變結(jié)構(gòu)控制方法
10.4.1 基本原理
10.4.2 控制器設計
lo.4.3 仿真算例
10.5 自適應無抖振滑模變結(jié)構(gòu)控制方法
10.5.1 增廣系統(tǒng)狀態(tài)方程
10.5.2 控制器設計
10.5.3 仿真算例
參考文獻
第11章 小推力人工特殊絕對軌道設計方法
11.1 引言
11.2 小推力絕對軌道設計原理
11.3 人工凍結(jié)軌道設計
11.3.1 控制方法
11.3.2 控制力的修正
11.3.3 仿真算例
11.4 人工太陽同步軌道設計
11.4.1 控制方法
11.4.2 控制力修正
11.4.3 仿真算例
11.5 人工太陽同步凍結(jié)軌道設計
參考文獻