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微重力液体晃动及充液柔性航天器姿态动力学与控制研究

摘要第1-7页
Abstract第7-12页
第一章 绪论第12-20页
   ·本论文研究的目的和意义第12页
   ·国内外研究现状及发展趋势第12-18页
     ·液体晃动的研究现状第12-17页
     ·航天器姿态动力学与控制的研究现状第17-18页
   ·本文的主要工作和创新点第18-20页
第二章 微重力下规则贮箱内静液面形状求解第20-30页
   ·引言第20页
   ·微重力下无限长矩形贮箱内静液面形状求解第20-22页
   ·用打靶法求解微重力下圆柱形贮箱内静液面形状第22-24页
   ·用打靶法求解微重力下旋转椭球形贮箱内静液面形状第24-27页
   ·用打靶法求解微重力下 CASSINI 形贮箱内静液面形状第27页
   ·微重力下旋转对称贮箱内静液面形状的三维图第27-28页
   ·小结第28-30页
第三章 微重力下规则贮箱内液体晃动特性研究第30-61页
   ·矩形贮箱内液体晃动特性研究第30-31页
   ·旋转对称贮箱内液体晃动特性研究第31-60页
     ·前人研究结果第31-34页
     ·液体晃动频率求解的一种解析方法第34-49页
       ·计算模型第34-35页
       ·变分原理第35-38页
       ·频率方程第38-41页
       ·坐标变换第41-43页
       ·数值计算结果第43-49页
     ·贮箱受侧向激励作用第49-56页
       ·数学模型第49-50页
       ·晃动波高第50-52页
       ·晃动力和力矩第52-54页
       ·等效力学模型第54-56页
     ·贮箱受纵向激励作用第56-60页
       ·模态方程第56-57页
       ·失稳条件第57-58页
       ·数值结果第58-60页
   ·小结第60-61页
第四章 微重力下柱形贮箱内液体晃动的 HOPF 分岔第61-75页
   ·引言第61页
   ·液体与航天器主刚体耦合动力学方程第61-69页
   ·数值计算第69-74页
     ·面外模态随外激励无量纲频率变化的 Hopf 分岔第69-71页
     ·面外模态随质量比变化的 Hopf 分岔第71-72页
     ·Bond 数、接触角及其迟滞、充液高度、晃动频率比对 Hopf 分岔点的影响第72-74页
   ·小结第74-75页
第五章 一类欠驱动充液航天器姿态反馈控制第75-81页
   ·引言第75-77页
   ·欠驱动充液航天器的数学模型第77-78页
   ·反馈控制设计第78-79页
   ·仿真第79-80页
   ·小结第80-81页
第六章 一类带柔性附件充液航天器姿态机动的两种方法第81-103页
   ·引言第81-82页
   ·运动方程第82-87页
   ·反馈控制律的设计第87-89页
     ·Lyapunov 函数法第87-88页
     ·动量轮常角加速度法第88-89页
   ·Lyapunov 函数法仿真结果第89-93页
     ·贮箱和动量轮的位置、液体的黏性、晃动的等效摆长对剩余章动角的影响第89-91页
     ·附件参数对剩余章动角的影响第91-92页
     ·附件参数和稳态时间的组合变化对剩余章动角的影响第92-93页
   ·动量轮常角加速度法仿真结果第93-102页
     ·峰值时刻与跨越时刻第94-97页
     ·贮箱和动量轮的位置、液体的黏性、晃动的等效摆长对剩余横向角速度的影响第97-99页
     ·附件参数、动量轮的角加速度对剩余横向角速度的影响第99-102页
   ·小结第102-103页
第七章 带含三维位移柔性附件充液航天器的动量轮姿态机动第103-131页
   ·引言第103页
   ·航天器模型第103页
   ·系统的动力学方程第103-111页
   ·动量轮的反馈控制策略及其数值模拟第111-122页
     ·不同稳态时间的航天器响应第112-113页
     ·贮箱、附件和动量轮的位置、液体晃动的等效摆长对剩余章动角的影响第113-114页
     ·附件参数对剩余章动角的影响第114-115页
     ·附件看作刚体后的航天器姿态机动第115-122页
       ·Lyapunov 函数法第115-119页
       ·动量轮常角加速度法第119-122页
   ·无液体晃动的航天器与长悬臂柔性附件耦合动力学第122-130页
     ·不同稳态时间的航天器的响应第122-124页
     ·附件的参数和位置、主动控制参数、动量轮的位置对剩余章动角的影响第124-126页
     ·附件无主动控制时的航天器响应第126-127页
     ·附件等效为刚体后各参数对剩余章动角的影响第127-130页
       ·Lyapunov 函数法第127-128页
       ·动量轮常角加速度法第128-130页
   ·小结第130-131页
结论第131-134页
参考文献第134-144页
攻读学位期间发表论文与研究成果清单第144-145页
致谢第145-146页
作者简介第146页

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