电动帆航天器动力学、控制及轨迹优化研究
| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第14-37页 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 | 第14-16页 |
| 1.1.1 课题来源 | 第14页 |
| 1.1.2 课题的目的和意义 | 第14-16页 |
| 1.2 电动帆推进技术研究现状 | 第16-27页 |
| 1.2.1 电动帆发展概述 | 第17-21页 |
| 1.2.2 电动帆部件与构型 | 第21-22页 |
| 1.2.3 电动帆相关应用概述 | 第22-26页 |
| 1.2.4 电动帆和太阳帆对比分析 | 第26-27页 |
| 1.3 电动帆相关理论研究现状 | 第27-34页 |
| 1.3.1 动力学研究现状 | 第27-29页 |
| 1.3.2 控制研究现状 | 第29-30页 |
| 1.3.3 轨迹优化研究现状 | 第30-34页 |
| 1.4 本文的主要研究内容 | 第34-37页 |
| 第2章 电动帆姿态轨道耦合动力学 | 第37-55页 |
| 2.1 引言 | 第37页 |
| 2.2 时间与坐标系统 | 第37-41页 |
| 2.2.1 时间系统定义 | 第37-38页 |
| 2.2.2 参考系统定义与转换 | 第38-41页 |
| 2.3 电动帆推力模型研究 | 第41-50页 |
| 2.3.1 推力矢量模型 | 第41-44页 |
| 2.3.2 力矩矢量模型 | 第44页 |
| 2.3.3 电压分布策略 | 第44-45页 |
| 2.3.4 推力模型分析 | 第45-50页 |
| 2.4 电动帆轨道动力学研究 | 第50-52页 |
| 2.4.1 球坐标系下轨道动力学模型 | 第50-51页 |
| 2.4.2 笛卡尔直角坐标系下轨道动力学模型 | 第51-52页 |
| 2.5 电动帆姿态动力学研究 | 第52-53页 |
| 2.6 电动帆姿态-轨道耦合动力学方程 | 第53-54页 |
| 2.7 本章小结 | 第54-55页 |
| 第3章 基于伪谱法和遗传算法的电动帆轨迹优化研究 | 第55-84页 |
| 3.1 引言 | 第55-56页 |
| 3.2 混合优化方法理论基础 | 第56-59页 |
| 3.2.1 Gauss伪谱法理论基础 | 第56-58页 |
| 3.2.2 混合优化方法基本策略 | 第58-59页 |
| 3.3 电动帆轨迹优化问题的数学描述 | 第59-62页 |
| 3.3.1 优化性能指标 | 第60页 |
| 3.3.2 动力学微分约束 | 第60-61页 |
| 3.3.3 边界约束 | 第61页 |
| 3.3.4 路径约束 | 第61-62页 |
| 3.4 基于混合优化方法的电动帆轨迹优化 | 第62-66页 |
| 3.4.1 基于Gauss伪谱法的离散化 | 第62-64页 |
| 3.4.2 基于遗传算法的初值计算 | 第64-65页 |
| 3.4.3 基于序列二次规划的最优解求解 | 第65-66页 |
| 3.5 电动帆深空探测任务分析 | 第66-83页 |
| 3.5.1 基于电动帆航天器的火星探测 | 第66-74页 |
| 3.5.2 基于电动帆航天器的谷神星探测 | 第74-81页 |
| 3.5.3 基于电动帆航天器的太阳系边界探测 | 第81-83页 |
| 3.6 本章小结 | 第83-84页 |
| 第4章 基于反馈线性化的电动帆姿态跟踪控制研究 | 第84-103页 |
| 4.1 引言 | 第84页 |
| 4.2 控制问题描述 | 第84-85页 |
| 4.3 基于反馈线性化的控制 | 第85-97页 |
| 4.3.1 反馈线性化理论基础 | 第85-86页 |
| 4.3.2 反馈线性化控制器设计 | 第86-88页 |
| 4.3.3 姿态跟踪数学仿真 | 第88-97页 |
| 4.4 反馈线性化和滑模变结构联合控制 | 第97-102页 |
| 4.4.1 反馈线性化和变结构联合控制器设计 | 第97-98页 |
| 4.4.2 姿态跟踪数值仿真 | 第98-102页 |
| 4.5 本章小结 | 第102-103页 |
| 第5章 电动帆日心悬浮轨道相关问题研究 | 第103-129页 |
| 5.1 引言 | 第103页 |
| 5.2 日心悬浮轨道设计 | 第103-110页 |
| 5.2.1 日心悬浮轨道 | 第104-105页 |
| 5.2.2 地球同步日心悬浮轨道 | 第105-107页 |
| 5.2.3 最优日心悬浮轨道 | 第107-110页 |
| 5.3 日心悬浮轨道稳定性分析 | 第110-113页 |
| 5.3.1 姿态轨道耦合系统平衡条件 | 第110页 |
| 5.3.2 姿态轨道耦合系统稳定性分析 | 第110-113页 |
| 5.4 日心悬浮轨道稳定控制 | 第113-118页 |
| 5.4.1 控制问题描述 | 第114页 |
| 5.4.2 线性二次型最优控制 | 第114-115页 |
| 5.4.3 数值仿真算例 | 第115-118页 |
| 5.5 日心悬浮轨道相关的转移问题 | 第118-128页 |
| 5.5.1 优化问题边界约束 | 第118-119页 |
| 5.5.2 地球-悬浮轨道转移问题仿真算例 | 第119-123页 |
| 5.5.3 悬浮轨道间转移问题仿真算例 | 第123-128页 |
| 5.6 本章小结 | 第128-129页 |
| 结论 | 第129-132页 |
| 参考文献 | 第132-140页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 | 第140-142页 |
| 致谢 | 第142-144页 |
| 个人简历 | 第144页 |
