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基于非线性滤波的小卫星姿态确定及控制研究

摘要第1-14页
ABSTRACT第14-16页
第一章 绪论第16-30页
   ·现代小卫星发展历程及概况第16-20页
   ·小卫星姿态确定技术第20-23页
     ·小卫星姿态确定原理第20-21页
     ·小卫星姿态确定方法第21-23页
   ·小卫星姿态控制技术第23-26页
     ·小卫星姿态控制原理第23-24页
     ·小卫星姿态控制方法第24-26页
   ·论文研究背景及意义第26-27页
   ·论文研究内容及安排第27-30页
第二章 卫星姿态描述及数学建模第30-56页
   ·卫星参考坐标系的定义及坐标转换第30-35页
     ·参考坐标系的定义第30-32页
     ·坐标转换第32-35页
   ·卫星姿态描述及运动学方程第35-44页
     ·卫星姿态的欧拉角描述及运动学方程第35-37页
     ·卫星姿态的四元素描述及运动学方程第37-40页
     ·卫星姿态的MRP 描述及运动学方程第40-42页
     ·描述方法之间的转换关系第42-44页
   ·卫星姿态动力学方程第44-45页
   ·测量数学模型第45-46页
     ·地球磁场模型第45-46页
     ·太阳矢量模型第46页
   ·姿态敏感器第46-49页
     ·三轴磁强计第46-47页
     ·太阳敏感器第47-49页
   ·空间环境力矩分析第49-54页
     ·重力梯度干扰力矩第49-51页
     ·气动干扰力矩第51-52页
     ·剩磁干扰力矩第52-53页
     ·太阳光压力矩第53-54页
   ·本章小结第54-56页
第三章 基于扩展Kalman 滤波方法的小卫星姿态确定研究第56-81页
   ·卫星姿态确定性方法原理介绍第56-58页
     ·TRIAD 算法介绍第57页
     ·QUEST 算法介绍第57-58页
   ·扩展Kalman 滤波定姿算法第58-65页
     ·状态方程的线性化及分析第58-61页
     ·观测方程的线性化第61-63页
     ·Kalman 滤波算法流程第63-65页
   ·“磁强计+太阳敏感器”扩展Kalman 滤波第65-66页
   ·加入马尔可夫过程的扩展Kalman 滤波第66-69页
     ·加入马尔可夫过程方法介绍第67页
     ·仿真分析第67-69页
   ·加入角速度观测方程的扩展Kalman 滤波第69-71页
     ·角速度观测方程的建立与线性化第69-70页
     ·仿真分析第70-71页
   ·后加角速度修正的扩展Kalman 滤波第71-73页
     ·后加角速度方法介绍第71-72页
     ·仿真分析第72-73页
   ·“角速度+姿态角度”分步式滤波方法第73-76页
     ·分步式滤波方法介绍第73-75页
     ·仿真分析第75-76页
   ·基于MRP 描述的Kalman 滤波方法研究第76-80页
     ·基于MRP 描述的模型建立及其线性化第76-78页
     ·MRP 切换的方差变化分析第78-79页
     ·仿真分析第79-80页
   ·本章小结第80-81页
第四章 小卫星姿态确定的信息融合方法及去除有色噪声研究第81-99页
   ·小卫星姿态确定多传感器信息融合技术研究第81-87页
     ·联邦滤波信息融合方法第82-83页
     ·改进联邦滤波器的信息分配因子方法研究第83-84页
     ·信息融合模型的建立第84-85页
     ·改进联邦滤波器信息融合过程设计第85-86页
     ·仿真分析第86-87页
   ·考虑有色噪声的扩展预测滤波算法在卫星姿态确定中的应用第87-98页
     ·预测滤波算法的基本原理第87-89页
     ·预测滤波算法在卫星姿态确定中的扩展应用第89-91页
     ·扩展预测滤波算法分析第91-95页
     ·扩展预测滤波流程第95-96页
     ·仿真分析第96-98页
   ·本章小结第98-99页
第五章 粒子滤波加速方法研究及其在小卫星姿态确定中的应用第99-136页
   ·粒子滤波基本思想介绍第99-101页
     ·Monte Carlo 积分第99-101页
     ·粒子滤波基本原理第101页
   ·传统粒子滤波方法问题分析第101-102页
   ·基于极限近似思想的、少量粒子状态估计可行性证明第102-110页
     ·极限思想的引入及极限估计证明第102-105页
     ·局部区域(-(ε|^)_k,+(ε|^)_k ) 的确定第105-110页
   ·局部贝叶斯滤波原理拓展证明第110-115页
   ·局部序贯重要性采样理论推导第115-119页
   ·混合重采样方法介绍第119-121页
   ·加速粒子滤波方法加速性能测试第121-124页
     ·加速性能测试第121-122页
     ·粒子活性性能测试第122-124页
   ·加速粒子滤波方法的增广研究第124-127页
     ·增广方法分析第124页
     ·实现过程中的问题及解决方法第124-125页
     ·实例仿真第125-127页
   ·加速粒子滤波方法的一般流程及在小卫星姿态确定中的应用第127-135页
     ·加速粒子滤波方法的一般实现流程第127-128页
     ·小卫星姿态确定中的加速粒子滤波方法设计第128-129页
     ·仿真分析第129-131页
     ·方差递推方法介绍及仿真分析第131-133页
     ·考虑地球阴影区域及有色噪声影响的小卫星姿态确定研究第133-135页
   ·本章小结第135-136页
第六章 基于滑模变结构的小卫星姿态控制方法研究第136-172页
   ·小卫星姿态控制系统模型描述第136-138页
     ·反作用飞轮控制率第137页
     ·控制模型描述第137-138页
   ·基于I/O 线性化的滑模变结构自适应模糊控制第138-143页
     ·输入输出线性化第138-140页
     ·滑模变结构控制器设计第140-141页
     ·自适应设计第141-142页
     ·自适应模糊设计第142-143页
   ·磁卸载控制规律第143-144页
   ·基于I/O 线性化的滑模控制仿真及分析第144-152页
   ·基于非奇异Terminal 滑模模糊自适应设计第152-157页
     ·滑模面设计第152-153页
     ·非奇异Terminal 控制器设计第153-155页
     ·自适应模糊设计第155-156页
     ·非奇异Terminal 模糊自适应控制器稳定性分析第156-157页
   ·基于非奇异Terminal 滑模控制仿真及分析第157-163页
   ·全局快速积分Terminal 滑模自适应控制第163-167页
     ·滑模面设计第163页
     ·全局快速积分Terminal 控制器设计第163-165页
     ·自适应设计第165-166页
     ·全局快速积分Terminal 自适应控制器稳定性分析第166-167页
   ·全局快速积分Terminal 滑模控制仿真及分析第167-171页
   ·本章小结第171-172页
第七章 磁力矩器设计及演示实验第172-184页
   ·磁力矩器的工作原理及磁力矩分析第173-175页
     ·磁力矩器的工作原理第173页
     ·通电回路在地磁场中的磁力矩分析第173-175页
   ·磁力矩器驱动控制单元系统组成第175-177页
     ·电流幅度控制电路原理第175页
     ·电流时间控制电路原理第175-177页
   ·TMS320C2808 介绍第177-179页
   ·驱动及检测电路介绍第179-180页
   ·实验:磁力矩器产生的磁场强度测量实验第180-183页
     ·实验目的第180页
     ·实验设计方案第180-181页
     ·实验步骤第181-183页
     ·实验结果与分析第183页
   ·本章小结第183-184页
结束语第184-186页
致谢第186-188页
参考文献第188-196页
作者在学期间取得的学术成果第196页

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