| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第14-27页 |
| 1.1 研究背景 | 第14-16页 |
| 1.2 挠性航天器动力学建模的研究现状 | 第16-20页 |
| 1.2.1 动力学建模研究综述 | 第16-18页 |
| 1.2.2 动力学建模研究的核心及面临的困难 | 第18-19页 |
| 1.2.3 动力刚化问题 | 第19-20页 |
| 1.3 挠性航天器控制技术的研究现状 | 第20-24页 |
| 1.3.1 姿态机动轨迹规划技术 | 第21-22页 |
| 1.3.2 控制技术 | 第22-24页 |
| 1.4 本文研究的主要内容及结构安排 | 第24-27页 |
| 1.4.1 主要内容 | 第24-26页 |
| 1.4.2 结构安排 | 第26-27页 |
| 第2章 挠性航天器的建模理论 | 第27-46页 |
| 2.1 引言 | 第27页 |
| 2.2 挠性航天器刚柔耦合物理模型 | 第27-30页 |
| 2.2.1 挠性航天器的动力学特性 | 第27-28页 |
| 2.2.2 三类典型的刚柔耦合物理模型 | 第28-30页 |
| 2.3 挠性体变形理论 | 第30-35页 |
| 2.3.1 变形固体概述 | 第30-33页 |
| 2.3.2 变形体的应力与应变 | 第33-35页 |
| 2.4 挠性梁横向弯曲变形理论研究 | 第35-42页 |
| 2.4.1 梁横向弯曲变形的描述 | 第36-37页 |
| 2.4.2 横力弯曲的平衡微分方程 | 第37-38页 |
| 2.4.3 非线弹性梁横向弯曲的几何-应力关系 | 第38-42页 |
| 2.5 变形固体的虚位移原理 | 第42-44页 |
| 2.6 挠性航天器动力学建模的辅助数学函数 | 第44-45页 |
| 2.7 本章小结 | 第45-46页 |
| 第3章 挠性航天器的连续动力学建模 | 第46-83页 |
| 3.1 引言 | 第46-47页 |
| 3.2 挠性梁横向振动动态挠度的力学描述 | 第47-53页 |
| 3.2.1 挠曲线 | 第47-48页 |
| 3.2.2 梁挠度的静力学描述 | 第48-50页 |
| 3.2.3 梁横向振动动态挠度的内力描述 | 第50-51页 |
| 3.2.4 梁横向振动动态挠度的外加载荷描述 | 第51-53页 |
| 3.3 线弹性梁的等效弯曲刚度研究 | 第53-61页 |
| 3.3.1 复合梁的等效弯曲刚度 | 第54-59页 |
| 3.3.2 拉压弹性模量不同的单梁的等效弯曲刚度 | 第59-61页 |
| 3.4 非惯性系中的力学问题 | 第61-63页 |
| 3.4.1 非惯性系中力学问题的处理方法 | 第61-62页 |
| 3.4.2 非惯性系中的两类惯性力 | 第62-63页 |
| 3.5 刚柔耦合系统的连续动力学建模 | 第63-81页 |
| 3.5.1 引言 | 第63-64页 |
| 3.5.2 中心刚体-挠性梁系统的连续动力学建模 | 第64-71页 |
| 3.5.3 中心刚体-挠性梁-顶端附加载荷体系统的连续动力学建模 | 第71-75页 |
| 3.5.4 中心刚体-挠性梁-非顶端附加载荷体系统的连续动力学建模 | 第75-80页 |
| 3.5.5 小结 | 第80-81页 |
| 3.6 本章小结 | 第81-83页 |
| 第4章 挠性航天器的离散动力学建模 | 第83-119页 |
| 4.1 引言 | 第83-84页 |
| 4.2 中心刚体-挠性梁系统的离散动力学建模 | 第84-92页 |
| 4.2.1 Hub-beam 系统的约束模态及正交化结论 | 第84-87页 |
| 4.2.2 Hub-beam 系统的子系统离散动力学方程 | 第87-90页 |
| 4.2.3 Hub-beam 系统的刚柔耦合状态空间方程 | 第90-92页 |
| 4.3 中心刚体-挠性梁-顶端附加载荷体系统的离散动力学建模 | 第92-99页 |
| 4.3.1 Hub-beam-tip payload 系统的约束模态及正交化结论 | 第92-95页 |
| 4.3.2 Hub-beam-tip payload 系统的子系统离散动力学方程 | 第95-97页 |
| 4.3.3 Hub-beam-tip payload 系统的刚柔耦合状态空间方程 | 第97-99页 |
| 4.4 中心刚体-挠性梁-非顶端附加载荷体系统的离散动力学建模 | 第99-107页 |
| 4.4.1 Hub-beam- payload 系统的约束模态及正交化结论 | 第99-100页 |
| 4.4.2 Hub-beam- payload 系统的子系统离散动力学方程 | 第100-104页 |
| 4.4.3 Hub-beam- payload 系统的刚柔耦合状态空间方程 | 第104-107页 |
| 4.5 中心刚体-挠性梁-附加载荷体结构的系统动力学模型总结 | 第107-109页 |
| 4.6 挠性梁上带有多个附加载荷体的刚柔耦合系统的动力学建模 | 第109-113页 |
| 4.6.1 附加载荷体均位于非顶端位置的系统的建模 | 第109-111页 |
| 4.6.2 存在顶端附加载荷体的系统的建模 | 第111-113页 |
| 4.7 中心刚体-变截面梁系统的离散动力学建模分析 | 第113-116页 |
| 4.8 本章小结 | 第116-119页 |
| 第5章 挠性航天器的刚柔耦合动力学仿真 | 第119-150页 |
| 5.1 引言 | 第119-120页 |
| 5.2 挠性航天器横向振动的固有频率分析 | 第120-127页 |
| 5.2.1 中心刚体-挠性梁系统的横向振动固有频率 | 第120-122页 |
| 5.2.2 中心刚体-挠性梁-附加载荷体系统的横向振动固有频率 | 第122-127页 |
| 5.3 中心刚体-挠性梁系统的刚柔耦合动力学仿真 | 第127-135页 |
| 5.3.1 一次模型 FDM 的动力刚化验证 | 第128-130页 |
| 5.3.2 科氏惯性耦合项的研究 | 第130-133页 |
| 5.3.3 一次动力学模型 FDM 的刚柔耦合动力学响应特性研究 | 第133-135页 |
| 5.4 中心刚体-挠性梁-附加载荷体系统的刚柔耦合动力学仿真 | 第135-148页 |
| 5.4.1 大范围运动为已知时附加载荷体的影响 | 第135-140页 |
| 5.4.2 大范围运动为未知时附加载荷体的影响 | 第140-148页 |
| 5.5 本章小结 | 第148-150页 |
| 第6章 挠性航天器姿态机动轨迹优化与控制技术研究 | 第150-174页 |
| 6.1 引言 | 第150页 |
| 6.2 简化的挠性航天器离散动力学模型 | 第150-152页 |
| 6.3 挠性航天器姿态机动轨迹优化 | 第152-165页 |
| 6.3.1 自适应伪谱法的产生背景 | 第152-153页 |
| 6.3.2 多区段 Radau 伪谱算法 | 第153-157页 |
| 6.3.3 自适应 Radau 伪谱算法的设计 | 第157-158页 |
| 6.3.4 算法流程 | 第158-160页 |
| 6.3.5 仿真实例 | 第160-165页 |
| 6.4 挠性航天器高阶滑模控制器设计 | 第165-172页 |
| 6.4.1 高阶滑模的定义 | 第165页 |
| 6.4.2 二阶滑模控制 | 第165-167页 |
| 6.4.3 任意阶滑模控制 | 第167-170页 |
| 6.4.4 仿真实例 | 第170-172页 |
| 6.5 本章小结 | 第172-174页 |
| 总结和展望 | 第174-179页 |
| 论文的主要研究内容 | 第174-176页 |
| 论文的主要创新点 | 第176-178页 |
| 进一步研究的建议 | 第178-179页 |
| 参考文献 | 第179-188页 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 | 第188-189页 |
| 致谢 | 第189页 |
