航天器近距离操作自主防撞控制方法研究
| 摘要 | 第12-14页 |
| ABSTRACT | 第14-15页 |
| 第一章 绪论 | 第16-33页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第16-19页 |
| 1.1.1 在轨服务 | 第16-17页 |
| 1.1.2 集群飞行 | 第17-19页 |
| 1.1.3 碰撞风险 | 第19页 |
| 1.2 基本概念及关键技术 | 第19-22页 |
| 1.2.1 基本概念 | 第19-20页 |
| 1.2.2 关键技术 | 第20-22页 |
| 1.3 国内外研究进展 | 第22-30页 |
| 1.3.1 相对运动动力学 | 第22-24页 |
| 1.3.2 碰撞风险评估方法 | 第24-27页 |
| 1.3.3 自主防撞控制方法 | 第27-28页 |
| 1.3.4 地面实验验证系统 | 第28-30页 |
| 1.4 论文主要研究内容 | 第30-33页 |
| 第二章 航天器近距离相对运动动力学 | 第33-56页 |
| 2.1 坐标系定义及转换 | 第33-35页 |
| 2.1.1 坐标系定义 | 第33-34页 |
| 2.1.2 矩阵转换 | 第34-35页 |
| 2.1.3 参考坐标系选择 | 第35页 |
| 2.2 基于对偶四元数的相对运动模型及分析 | 第35-42页 |
| 2.2.1 对偶四元数及一般运动描述 | 第36-38页 |
| 2.2.2 精确相对运动模型 | 第38-40页 |
| 2.2.3 与传统算法解析比较 | 第40-41页 |
| 2.2.4 耦合影响分析 | 第41-42页 |
| 2.3 状态预报模型及误差分析 | 第42-52页 |
| 2.3.1 状态预报模型 | 第42-43页 |
| 2.3.2 计算误差分析 | 第43-47页 |
| 2.3.3 初始误差传播分析 | 第47-52页 |
| 2.4 相对运动误差模型及其线性化 | 第52-54页 |
| 2.4.1 相对运动误差模型 | 第52-53页 |
| 2.4.2 模型线性化 | 第53-54页 |
| 2.5 本章小结 | 第54-56页 |
| 第三章 航天器近距离飞行碰撞风险评估方法 | 第56-70页 |
| 3.1 问题描述 | 第56-57页 |
| 3.2 常用碰撞风险评估方法 | 第57-62页 |
| 3.2.1 CPA模型 | 第58-59页 |
| 3.2.2 碰撞概率计算方法 | 第59-60页 |
| 3.2.3 适用性分析 | 第60-62页 |
| 3.3 基于性能参数的碰撞风险评估方法 | 第62-66页 |
| 3.3.1 系统性能参数影响 | 第62-63页 |
| 3.3.2 动态安全域 | 第63-65页 |
| 3.3.3 碰撞风险评估“3C”模型 | 第65-66页 |
| 3.4 仿真分析 | 第66-69页 |
| 3.4.1 单模块轨道周期内碰撞风险评估 | 第67-68页 |
| 3.4.2 多模块某时刻碰撞风险评估 | 第68-69页 |
| 3.5 本章小结 | 第69-70页 |
| 第四章 动态增益调度控制方法 | 第70-90页 |
| 4.1 问题描述 | 第71-72页 |
| 4.2 DGS数值计算控制律 | 第72-75页 |
| 4.3 DGS解析表达 | 第75-77页 |
| 4.3.1 全状态反馈动态增益调度 | 第75页 |
| 4.3.2 部分状态动态增益调度 | 第75-77页 |
| 4.4 DGS特性分析 | 第77-80页 |
| 4.4.1 数值计算以及显式表达的DGS | 第78页 |
| 4.4.2 增加慢速变化变量的非线性程度 | 第78-79页 |
| 4.4.3 增加快速变化变量的非线性程度 | 第79-80页 |
| 4.5 DGS的应用 | 第80-89页 |
| 4.5.1 DGS在F16 中的应用 | 第80-84页 |
| 4.5.2 DGS在空间机械臂中的应用 | 第84-89页 |
| 4.6 本章小结 | 第89-90页 |
| 第五章 近距离操作动态智能防撞控制方法 | 第90-104页 |
| 5.1 问题描述 | 第90-91页 |
| 5.2 动态智能防撞控制算法 | 第91-96页 |
| 5.2.1 DICAC基本思想及流程 | 第92-93页 |
| 5.2.2 控制器设计准则 | 第93-94页 |
| 5.2.3 避障区 | 第94-95页 |
| 5.2.4 动态类爬墙法 | 第95-96页 |
| 5.3 仿真分析 | 第96-100页 |
| 5.3.1 单模块防撞机动 | 第96-99页 |
| 5.3.2 双模块防撞机动 | 第99-100页 |
| 5.4 DICAC蒙特卡洛分析 | 第100-103页 |
| 5.4.1 不同初始位置 | 第100-102页 |
| 5.4.2 不同干扰条件 | 第102-103页 |
| 5.5 本章小结 | 第103-104页 |
| 第六章 集群航天器近距离操作防撞控制 | 第104-119页 |
| 6.1 问题描述 | 第104-105页 |
| 6.2 分散与集结控制 | 第105-109页 |
| 6.2.1 任务描述 | 第106-107页 |
| 6.2.2 分散控制 | 第107-108页 |
| 6.2.3 集结控制 | 第108-109页 |
| 6.3 模块插入/退出控制 | 第109-114页 |
| 6.3.1 任务描述 | 第110-112页 |
| 6.3.2 模块退出控制 | 第112页 |
| 6.3.3 模块插入控制 | 第112-114页 |
| 6.4 快速构形重构控制 | 第114-118页 |
| 6.4.1 任务描述 | 第115-116页 |
| 6.4.2 仿真分析 | 第116-118页 |
| 6.5 本章小结 | 第118-119页 |
| 第七章 在轨服务交会段自主防撞控制及地面实验验证 | 第119-138页 |
| 7.1 问题描述 | 第119-120页 |
| 7.2 控制器设计 | 第120-123页 |
| 7.2.1 基于ADM的神经网络PID控制 | 第120-122页 |
| 7.2.2 约束模型 | 第122-123页 |
| 7.3 地面实验系统介绍 | 第123-128页 |
| 7.3.1 大理石平台 | 第125页 |
| 7.3.2 模拟航天器 | 第125-127页 |
| 7.3.3 地面监控终端 | 第127-128页 |
| 7.4 系统参数辨识 | 第128-131页 |
| 7.4.1 转动惯量 | 第128-129页 |
| 7.4.2 推力 | 第129-131页 |
| 7.5 地面实验及结果分析 | 第131-136页 |
| 7.5.1 无障碍物 | 第133-134页 |
| 7.5.2 障碍物相对静止 | 第134-135页 |
| 7.5.3 障碍物同向匀速运动 | 第135-136页 |
| 7.5.4 障碍物斜向匀速运动 | 第136页 |
| 7.6 本章小结 | 第136-138页 |
| 结束语 | 第138-142页 |
| 致谢 | 第142-144页 |
| 参考文献 | 第144-155页 |
| 作者在学期间取得的学术成果 | 第155-158页 |
| 附录A主要缩略词 | 第158页 |
