| 摘要 | 第11-13页 |
| Abstract | 第13-14页 |
| 第一章 绪论 | 第15-37页 |
| 1.1 论文研究背景和动机 | 第15-16页 |
| 1.1.1 研究背景 | 第15页 |
| 1.1.2 研究动机 | 第15-16页 |
| 1.2 航天器相对运动应用的发展现状 | 第16-19页 |
| 1.2.1 航天器空间交会对接 | 第16-17页 |
| 1.2.2 航天器编队飞行 | 第17-18页 |
| 1.2.3 航天器在轨服务 | 第18-19页 |
| 1.3 航天器相对运动建模与控制技术的研究现状 | 第19-28页 |
| 1.3.1 航天器相对运动的建模 | 第20-24页 |
| 1.3.2 航天器相对运动的控制技术 | 第24-28页 |
| 1.4 航天器相对运动姿轨一体化研究中的难点问题 | 第28-32页 |
| 1.4.1 航天器相对运动姿轨一体化的动力学建模 | 第28-29页 |
| 1.4.2 航天器相对运动姿轨一体化的最优控制 | 第29-30页 |
| 1.4.3 航天器相对运动姿轨一体化的输入饱和控制 | 第30-31页 |
| 1.4.4 航天器相对运动姿轨一体化的欠驱动控制 | 第31-32页 |
| 1.5 论文研究思路、内容与创新点 | 第32-37页 |
| 1.5.1 研究思路 | 第32-33页 |
| 1.5.2 研究内容 | 第33-35页 |
| 1.5.3 研究创新点 | 第35-37页 |
| 第二章 航天器相对运动姿轨一体化动力学建模与分析 | 第37-54页 |
| 2.1 概述 | 第37页 |
| 2.2 对偶四元数 | 第37-41页 |
| 2.2.1 对偶数和对偶向量 | 第37-38页 |
| 2.2.2 对偶四元数的定义和运算规则 | 第38-39页 |
| 2.2.3 对偶四元数表示的转动和平动 | 第39-40页 |
| 2.2.4 归一化对偶四元数的李群结构 | 第40-41页 |
| 2.3 旋量 | 第41-42页 |
| 2.3.1 旋量的定义 | 第41-42页 |
| 2.3.2 旋量的性质 | 第42页 |
| 2.3.3 刚体的旋量 | 第42页 |
| 2.4 航天器相对运动姿轨耦合模型 | 第42-53页 |
| 2.4.1 坐标系的定义 | 第42-44页 |
| 2.4.2 运动学模型 | 第44-46页 |
| 2.4.3 动力学模型 | 第46-47页 |
| 2.4.4 相对运动的姿轨耦合分析 | 第47-48页 |
| 2.4.5 仿真算例 | 第48-53页 |
| 2.5 小结 | 第53-54页 |
| 第三章 航天器相对运动姿轨一体化的最优控制 | 第54-90页 |
| 3.1 概述 | 第54页 |
| 3.2 最优控制相关理论知识 | 第54-58页 |
| 3.2.1 连续时间系统的最优控制问题 | 第55-56页 |
| 3.2.2 极大值原理 | 第56-57页 |
| 3.2.3 动态规划法 | 第57-58页 |
| 3.3 问题表述与分析 | 第58-59页 |
| 3.4 标称系统的优化控制 | 第59-73页 |
| 3.4.1 李雅普诺夫优化控制 | 第60-67页 |
| 3.4.2 控制李雅普诺夫函数方法 | 第67-73页 |
| 3.5 闭环系统的优化积分滑模控制 | 第73-88页 |
| 3.5.1 基本原理 | 第73-75页 |
| 3.5.2 基于LOC的积分滑模控制 | 第75-81页 |
| 3.5.3 基于CLF的积分滑模控制 | 第81-88页 |
| 3.6 小结 | 第88-90页 |
| 第四章 考虑输入饱和的航天器相对运动姿轨一体化控制 | 第90-122页 |
| 4.1 概述 | 第90页 |
| 4.2 问题表述与分析 | 第90-91页 |
| 4.3 带有智能积分的抗饱和PID反馈控制 | 第91-98页 |
| 4.3.1 基本原理 | 第91-92页 |
| 4.3.2 控制器设计 | 第92-94页 |
| 4.3.3 仿真算例 | 第94-98页 |
| 4.4 考虑输入饱和的鲁棒自适应控制 | 第98-108页 |
| 4.4.1 控制器设计 | 第98-103页 |
| 4.4.2 自适应律的动态特性 | 第103-105页 |
| 4.4.3 仿真算例 | 第105-108页 |
| 4.5 考虑输入饱和的自适应变结构控制 | 第108-120页 |
| 4.5.1 控制器设计 | 第109-115页 |
| 4.5.2 仿真算例 | 第115-120页 |
| 4.6 小结 | 第120-122页 |
| 第五章 欠驱动航天器相对运动的姿轨一体化控制 | 第122-148页 |
| 5.1 概述 | 第122页 |
| 5.2 问题表述与分析 | 第122-123页 |
| 5.3 六自由度相对运动的欠驱动控制 | 第123-138页 |
| 5.3.1 相对姿态的欠驱动控制 | 第123-129页 |
| 5.3.2 相对轨道的耦合控制 | 第129-134页 |
| 5.3.3 仿真算例 | 第134-138页 |
| 5.4 考虑输入饱和的六自由度相对运动欠驱动控制 | 第138-146页 |
| 5.4.1 考虑输入饱和的相对姿态欠驱动控制 | 第138-140页 |
| 5.4.2 考虑输入饱和的相对轨道耦合控制 | 第140-143页 |
| 5.4.3 仿真算例 | 第143-146页 |
| 5.5 小结 | 第146-148页 |
| 第六章 航天器相对运动姿轨一体化控制的半实物仿真实验 | 第148-166页 |
| 6.1 概述 | 第148页 |
| 6.2 基于单轴气浮台的半实物仿真实验系统 | 第148-152页 |
| 6.2.1 系统构成和简介 | 第148-150页 |
| 6.2.2 半实物仿真的实验方案和流程设计 | 第150-151页 |
| 6.2.3 系统模型和参数估计 | 第151-152页 |
| 6.3 姿轨一体化最优控制的半实物仿真 | 第152-157页 |
| 6.3.1 控制器设计 | 第152-154页 |
| 6.3.2 半实物仿真与对比分析 | 第154-157页 |
| 6.4 考虑输入饱和的姿轨一体化控制半实物仿真 | 第157-160页 |
| 6.4.1 控制器设计 | 第157页 |
| 6.4.2 半实物仿真与对比分析 | 第157-160页 |
| 6.5 姿轨一体化欠驱动控制的半实物仿真 | 第160-164页 |
| 6.5.1 控制器设计 | 第160-162页 |
| 6.5.2 半实物仿真与对比分析 | 第162-164页 |
| 6.6 小结 | 第164-166页 |
| 第七章结论与展望 | 第166-170页 |
| 7.1 论文总结 | 第166-167页 |
| 7.2 研究展望 | 第167-170页 |
| 致谢 | 第170-173页 |
| 参考文献 | 第173-189页 |
| 作者在学期间取得的学术成果 | 第189-192页 |
| 附录 四元数的基础知识 | 第192-197页 |
