| 摘要 | 第1-6页 |
| Abstract | 第6-13页 |
| 1 绪论 | 第13-28页 |
| ·选题背景与意义 | 第13-15页 |
| ·计算最优控制理论和算法研究历史与现状 | 第15-20页 |
| ·周期系统最优控制研究进展 | 第15-16页 |
| ·非线性系统最优控制研究进展 | 第16-19页 |
| ·实时制导控制算法研究进展 | 第19-20页 |
| ·平动点附近航天器动力学与控制研究历史与现状 | 第20-25页 |
| ·平动点轨道单颗航天器动力学与控制研究进展 | 第20-23页 |
| ·平动点轨道航天器编队飞行动力学与控制研究进展 | 第23-25页 |
| ·本文研究内容与结构安排 | 第25-28页 |
| 2 辛数学方法与平动点相关基础知识 | 第28-46页 |
| ·引言 | 第28页 |
| ·非线性系统最优控制 | 第28-30页 |
| ·辛数学方法基础知识 | 第30-35页 |
| ·Hamiltonian系统及其辛性质 | 第30-32页 |
| ·正则变换与生成函数 | 第32-33页 |
| ·Hamilton-Jacobi理论 | 第33-35页 |
| ·平动点动力学基础知识 | 第35-45页 |
| ·圆形限制性三体问题 | 第35-38页 |
| ·平动点及其动力学特性 | 第38-40页 |
| ·平动点附近轨道运动 | 第40-45页 |
| ·小结 | 第45-46页 |
| 3 周期系统最优控制辛算法研究与应用 | 第46-93页 |
| ·引言 | 第46-47页 |
| ·周期系统Lyapunov微分方程及H_2范数 | 第47-58页 |
| ·周期系统Lyapunov微分方程 | 第47-53页 |
| ·周期系统H_2范数 | 第53-54页 |
| ·数值算例 | 第54-58页 |
| ·周期系统Riccati微分方程及H_∞范数 | 第58-68页 |
| ·周期系统Riccati微分方程 | 第58-61页 |
| ·周期系统H_∞范数 | 第61-63页 |
| ·数值算例 | 第63-68页 |
| ·平动点周期Halo轨道航天器稳定运动控制 | 第68-83页 |
| ·问题描述 | 第68-71页 |
| ·平动点周期Halo轨道稳定运动的周期控制器设计 | 第71-73页 |
| ·周期控制器的参数优化 | 第73-77页 |
| ·数值模拟与分析 | 第77-83页 |
| ·平动点周期Halo轨道航天器编队保持控制 | 第83-91页 |
| ·问题描述 | 第84-85页 |
| ·目标航天器的周期控制器设计 | 第85页 |
| ·跟踪航天器的周期控制器设计 | 第85-87页 |
| ·数值模拟与分析 | 第87-91页 |
| ·小结 | 第91-93页 |
| 4 非线性系统最优控制辛算法研究与应用 | 第93-167页 |
| ·引言 | 第93-94页 |
| ·对偶变量变分原理的非线性最优控制辛算法 | 第94-147页 |
| ·非线性最优控制及最小作用量原理描述 | 第94-95页 |
| ·基于对偶变量的生成函数 | 第95-97页 |
| ·基于第一类生成函数的辛算法 | 第97-106页 |
| ·基于第二类生成函数的辛算法 | 第106-114页 |
| ·基于第三类生成函数的辛算法 | 第114-119页 |
| ·基于第四类生成函数的辛算法 | 第119-127页 |
| ·算例与分析 | 第127-147页 |
| ·三类变量变分原理的非线性最优控制辛算法 | 第147-158页 |
| ·时间自由非线性最优控制描述 | 第147-148页 |
| ·基于三类变量的近似作用量 | 第148-150页 |
| ·数值求解算法 | 第150-154页 |
| ·算例与分析 | 第154-158页 |
| ·平动点附近航天器编队均衡耗能重构的非线性轨迹优化 | 第158-165页 |
| ·航天器编队均衡耗能重构问题描述 | 第159-160页 |
| ·基于主从编队模式的数值模拟与分析 | 第160-162页 |
| ·基于虚结构编队模式的数值模拟与分析 | 第162-165页 |
| ·小结 | 第165-167页 |
| 5 控制受限非线性系统最优控制研究与应用 | 第167-193页 |
| ·引言 | 第167-168页 |
| ·控制受限的线性二次最优控制 | 第168-183页 |
| ·控制受限的线性二次最优控制问题描述 | 第168-169页 |
| ·控制受限的线性二次最优控制问题的参变量变分原理 | 第169-170页 |
| ·耦合Hamilton正则方程与线性互补问题的求解 | 第170-174页 |
| ·传递矩阵及其积分的求解 | 第174-175页 |
| ·算例与分析 | 第175-183页 |
| ·控制受限的非线性系统最优控制 | 第183-186页 |
| ·控制受限的非线性系统最优控制问题描述 | 第183-184页 |
| ·基于参变量变分原理求解控制受限的非线性最优控制 | 第184-186页 |
| ·基于小推力的平动点周期轨道族转移轨迹优化 | 第186-191页 |
| ·动力学模型 | 第186页 |
| ·无约束小推力的平动点周期轨道族转移轨迹优化 | 第186-189页 |
| ·有限小推力的平动点周期轨道族转移轨迹优化 | 第189-191页 |
| ·小结 | 第191-193页 |
| 6 实时制导辛算法研究与应用 | 第193-236页 |
| ·引言 | 第193-194页 |
| ·基于滚动时域控制的实时制导 | 第194-195页 |
| ·滚动时域实时制导的生成函数求解方法 | 第195-203页 |
| ·滚动时域控制的生成函数描述 | 第195-196页 |
| ·生成函数数值求解方法 | 第196-200页 |
| ·标准辛形式的证明 | 第200-202页 |
| ·算例与分析 | 第202-203页 |
| ·滚动时域实时制导的区段混合能求解方法 | 第203-209页 |
| ·滚动时域控制的区段混合能描述 | 第203-205页 |
| ·区段混合能数值求解方法 | 第205-207页 |
| ·标准辛形式的证明 | 第207-208页 |
| ·区段混合能与生成函数关系的讨论 | 第208-209页 |
| ·平动点周期轨道族间交会的实时制导 | 第209-223页 |
| ·动力学模型描述 | 第210-211页 |
| ·基于代理模型的在线轨迹优化 | 第211-219页 |
| ·平动点轨道族间交会的闭环反馈控制 | 第219-220页 |
| ·数值模拟与分析 | 第220-223页 |
| ·地球-平动点周期轨道转移的实时制导 | 第223-234页 |
| ·动力学模型描述 | 第224-225页 |
| ·基于双圆形四体模型的轨道转移优化 | 第225-228页 |
| ·地球-平动点轨道转移的闭环反馈控制 | 第228-230页 |
| ·数值模拟与分析 | 第230-234页 |
| ·小结 | 第234-236页 |
| 7 结论与展望 | 第236-239页 |
| ·结论 | 第236-238页 |
| ·展望 | 第238-239页 |
| 参考文献 | 第239-251页 |
| 附录 计算最优控制辛算法集成化软件研发与应用 | 第251-260页 |
| A.1 引言 | 第251-252页 |
| A.2 基于插件模式的计算最优控制辛算法集成 | 第252-254页 |
| A.2.1 工程与科学计算集成化软件平台SiPESC简介 | 第252-253页 |
| A.2.2 计算最优控制辛算法程序库研发 | 第253页 |
| A.2.3 基于插件模式集成计算最优控制辛算法程序库 | 第253-254页 |
| A.3 面向航天器控制任务的定制软件研发与应用 | 第254-259页 |
| A.3.1 面向系统集成的活动流程图定制工具 | 第254-255页 |
| A.3.2 近地轨道卫星编队飞行定制软件与应用 | 第255-256页 |
| A.3.3 大型挠性航天器姿态机动与振动控制定制软件与应用 | 第256-259页 |
| A.4 小结 | 第259-260页 |
| 创新点摘要 | 第260-261页 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文情况 | 第261-265页 |
| 致谢 | 第265-266页 |
| 作者简介 | 第266-268页 |
