| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-30页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第10-22页 |
| 1.1.1 航天器集群飞行的概念 | 第11-12页 |
| 1.1.2 航天器集群飞行的典型任务 | 第12-15页 |
| 1.1.3 德国维尔茨堡(Würzburg)大学NetSat项目研究进展 | 第15-20页 |
| 1.1.4 航天器集群飞行的特点、关键技术与挑战 | 第20-22页 |
| 1.2 航天器集群飞行建模、轨道设计与控制的研究现状 | 第22-27页 |
| 1.2.1 集群飞行相对运动建模和轨道设计的研究现状 | 第22-24页 |
| 1.2.2 航天器集群飞行协同控制的研究现状 | 第24-27页 |
| 1.3 论文的主要研究内容和章节安排 | 第27-30页 |
| 第2章 航天器集群飞行的相对运动模型 | 第30-38页 |
| 2.1 坐标系定义 | 第30-31页 |
| 2.2 基于相对轨道要素的相对运动模型 | 第31-35页 |
| 2.2.1 基于相对轨道要素的相对运动描述 | 第31-33页 |
| 2.2.2 基于相对轨道要素的相对控制模型 | 第33-34页 |
| 2.2.3 基于相对轨道要素的相对运动受摄影响 | 第34-35页 |
| 2.3 航天器集群飞行周期延迟误差动力学模型 | 第35-37页 |
| 2.3.1 考虑J2项摄动的高保真相对运动模型 | 第35-36页 |
| 2.3.2 单个航天器周期延迟误差动力学模型 | 第36-37页 |
| 2.3.3 航天器集群飞行系统周期延迟误差动力学模型 | 第37页 |
| 2.4 本章小结 | 第37-38页 |
| 第3章 基于相对轨道要素的集群飞行性能分析及初始轨道优化设计 | 第38-60页 |
| 3.1 相对轨道要素表示的集群飞行 | 第38-40页 |
| 3.1.1 集群飞行的被动安全 | 第38-39页 |
| 3.1.2 集群飞行的通信保持 | 第39-40页 |
| 3.2 集群飞行的稳定性与灵活性 | 第40-47页 |
| 3.2.1 集群飞行成员的状态与状态转换 | 第41-42页 |
| 3.2.2 集群的漂移 | 第42-44页 |
| 3.2.3 集群的最优填充 | 第44-46页 |
| 3.2.4 集群的扩展性 | 第46-47页 |
| 3.3 航天器集群飞行初始轨道优化设计 | 第47-54页 |
| 3.3.1 航天器集群飞行轨道优化问题描述 | 第47-50页 |
| 3.3.2 航天器集群飞行初始轨道优化设计的图形化方法 | 第50-54页 |
| 3.4 仿真算例与结果分析 | 第54-59页 |
| 3.4.1 仿真参数设计 | 第54-56页 |
| 3.4.2 仿真结果与分析 | 第56-59页 |
| 3.5 本章小结 | 第59-60页 |
| 第4章 基于相对轨道要素的集群飞行保持控制 | 第60-70页 |
| 4.1 航天器集群飞行保持控制流程与机动航天器的选择 | 第60-62页 |
| 4.1.1 航天器集群飞行保持控制流程 | 第60-61页 |
| 4.1.2 机动航天器的选择 | 第61-62页 |
| 4.2 保持控制的机动策略及其优化 | 第62-65页 |
| 4.2.1 被动安全性约束不满足 | 第62-63页 |
| 4.2.2 最大相对距离约束不满足 | 第63-64页 |
| 4.2.3 机动策略的优化 | 第64-65页 |
| 4.3 NetSat项目仿真算例与结果分析 | 第65-69页 |
| 4.3.1 NetSat项目仿真参数 | 第65-66页 |
| 4.3.2 仿真结果与分析 | 第66-69页 |
| 4.4 本章小结 | 第69-70页 |
| 第5章 集群飞行最优一致性保持控制 | 第70-92页 |
| 5.1 符号说明与图论基础知识 | 第70-72页 |
| 5.2 航天器集群飞行最优一致性控制律设计 | 第72-79页 |
| 5.2.1 航天器集群飞行与能量匹配 | 第72-73页 |
| 5.2.2 周期延迟误差一致与能量匹配 | 第73-74页 |
| 5.2.3 最优一致性控制律 | 第74-76页 |
| 5.2.4 控制增益和耦合增益的选择 | 第76-79页 |
| 5.3 仿真算例与结果分析 | 第79-91页 |
| 5.3.1 能量匹配的初始条件配置 | 第79-80页 |
| 5.3.2 无控仿真与分析 | 第80-82页 |
| 5.3.3 最优一致性保持控制仿真与分析 | 第82-91页 |
| 5.4 本章小结 | 第91-92页 |
| 第6章 基于改进模拟退火算法的集群飞行重构机动策略 | 第92-108页 |
| 6.1 模拟退火算法及其改进 | 第92-95页 |
| 6.1.1 传统模拟退火算法回顾 | 第92-94页 |
| 6.1.2 改进的模拟退火算法 | 第94-95页 |
| 6.2 航天器集群飞行重构机动任务描述及其与MSA算法的结合 | 第95-98页 |
| 6.2.1 典型的集群重构机动 | 第95-96页 |
| 6.2.2 集群重构机动任务优化的过程 | 第96-97页 |
| 6.2.3 集群重构机动与MSA算法的结合 | 第97-98页 |
| 6.3 面对障碍物/碎片威胁的快速分散规避与重聚任务 | 第98-106页 |
| 6.3.1 参数化离散搜索空间的设计 | 第99-100页 |
| 6.3.2 邻居选择函数和退火安排 | 第100页 |
| 6.3.3 目标函数和约束 | 第100-101页 |
| 6.3.4 航天器集群飞行快速分散与重聚任务仿真 | 第101-106页 |
| 6.4 本章小结 | 第106-108页 |
| 第7章 总结与展望 | 第108-112页 |
| 7.1 论文工作总结 | 第108-110页 |
| 7.2 进一步研究展望 | 第110-112页 |
| 参考文献 | 第112-122页 |
| 攻读博士学位期间的主要学术成果 | 第122-124页 |
| 致谢 | 第124-126页 |
