太阳帆航天器轨道和姿态耦合设计与优化
| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 常数 | 第17页 |
| 缩略词 | 第17-19页 |
| 符号 | 第19-21页 |
| 1 绪论 | 第21-41页 |
| 1.1 课题背景和意义 | 第21-22页 |
| 1.2 太阳帆任务分类介绍和需求分析 | 第22-33页 |
| 1.2.1 太阳高轨任务 | 第22-25页 |
| 1.2.2 行星科学任务 | 第25-26页 |
| 1.2.3 近地轨道任务 | 第26-27页 |
| 1.2.4 小天体探测任务 | 第27-29页 |
| 1.2.5 非开普勒轨道任务 | 第29-31页 |
| 1.2.6 太阳系逃逸任务 | 第31-32页 |
| 1.2.7 任务对太阳帆的需求 | 第32-33页 |
| 1.3 太阳帆动力学建模与控制方法概述 | 第33-38页 |
| 1.3.1 太阳帆结构分析与设计 | 第33-34页 |
| 1.3.2 太阳帆动力学建模 | 第34-35页 |
| 1.3.3 太阳帆的执行机构 | 第35-37页 |
| 1.3.4 太阳帆的控制方法 | 第37-38页 |
| 1.4 本文工作及创新点 | 第38-41页 |
| 1.4.1 本文工作 | 第38页 |
| 1.4.2 本文创新点 | 第38-41页 |
| 2 太阳帆模型和优化算法 | 第41-51页 |
| 2.1 太阳光压力模型 | 第41-43页 |
| 2.2 太阳帆轨道和姿态坐标系 | 第43-44页 |
| 2.3 太阳帆轨道和姿态耦合运动学 | 第44-46页 |
| 2.3.1 平面极坐标形式 | 第44页 |
| 2.3.2 春分点根数形式 | 第44-46页 |
| 2.4 太阳帆轨道和姿态耦合动力学 | 第46-48页 |
| 2.4.1 逃逸地球影响球形式 | 第46-47页 |
| 2.4.2 日心悬浮坐标系柱坐标形式 | 第47-48页 |
| 2.5 行星借力模型 | 第48-49页 |
| 2.6 本章小结 | 第49-51页 |
| 3 悬浮轨道和姿态耦合设计与控制 | 第51-63页 |
| 3.1 悬浮轨道设计 | 第51-52页 |
| 3.2 被动控制 | 第52-56页 |
| 3.2.1 稳定性分析 | 第52-54页 |
| 3.2.2 控制律设计 | 第54页 |
| 3.2.3 仿真分析 | 第54-56页 |
| 3.3 主动控制 | 第56-59页 |
| 3.3.1 稳定性分析 | 第56-57页 |
| 3.3.2 控制律设计 | 第57页 |
| 3.3.3 仿真分析 | 第57-59页 |
| 3.4 悬浮轨道拼接 | 第59-62页 |
| 3.4.1 悬浮轨道与开普勒轨道相互拼接 | 第59-61页 |
| 3.4.2 悬浮轨道之间相互拼接 | 第61-62页 |
| 3.5 本章小结 | 第62-63页 |
| 4 转移轨道和姿态耦合设计与优化 | 第63-99页 |
| 4.1 逃逸地球影响球轨道 | 第63-68页 |
| 4.1.1 控制律设计 | 第64-65页 |
| 4.1.2 仿真分析 | 第65-68页 |
| 4.2 行星际转移轨道 | 第68-73页 |
| 4.2.1 约束条件 | 第68-69页 |
| 4.2.2 控制律设计 | 第69-70页 |
| 4.2.3 约束处理 | 第70页 |
| 4.2.4 仿真分析 | 第70-73页 |
| 4.3 悬浮轨道的转移轨道 | 第73-77页 |
| 4.3.1 约束条件 | 第73页 |
| 4.3.2 控制律设计 | 第73-74页 |
| 4.3.3 约束处理 | 第74页 |
| 4.3.4 仿真分析 | 第74-77页 |
| 4.4 太阳系逃逸转移轨道 | 第77-91页 |
| 4.4.1 直接逃逸 | 第77-79页 |
| 4.4.2 太阳光压辅助逃逸 | 第79-82页 |
| 4.4.3 太阳光压辅助附加行星借力逃逸 | 第82-91页 |
| 4.5 基于STK的转移轨道任务仿真方法 | 第91-98页 |
| 4.5.1 STK/MATLAB协同仿真方法 | 第91-92页 |
| 4.5.2 分段局部优化控制律 | 第92-93页 |
| 4.5.3 太阳极轨任务仿真 | 第93-96页 |
| 4.5.4 轨道特性分析 | 第96-98页 |
| 4.6 本章小结 | 第98-99页 |
| 5 柔性太阳帆航天器动力学与控制 | 第99-125页 |
| 5.1 太阳帆姿态控制系统 | 第99-104页 |
| 5.1.1 姿态敏感器 | 第99-102页 |
| 5.1.2 执行机构 | 第102-104页 |
| 5.1.3 控制器 | 第104页 |
| 5.2 太阳帆有限元仿真分析 | 第104-110页 |
| 5.2.1 建模描述 | 第105-106页 |
| 5.2.2 边界条件 | 第106-107页 |
| 5.2.3 静力分析 | 第107-108页 |
| 5.2.4 模态分析 | 第108-110页 |
| 5.3 太阳帆挠性附件形式姿态动力学与控制 | 第110-114页 |
| 5.3.1 动力学建模 | 第110-111页 |
| 5.3.2 仿真分析 | 第111-114页 |
| 5.4 太阳帆轨道姿态振动耦合动力学与控制 | 第114-123页 |
| 5.4.1 动力学建模 | 第115-120页 |
| 5.4.2 仿真分析 | 第120-123页 |
| 5.5 本章小结 | 第123-125页 |
| 6 太阳帆轨道和姿态耦合仿真软件 | 第125-137页 |
| 6.1 总体设计 | 第125-128页 |
| 6.1.1 需求分析 | 第125-126页 |
| 6.1.2 功能分析 | 第126-128页 |
| 6.2 设计实现 | 第128-136页 |
| 6.2.1 太阳帆轨道设计软件 | 第128-130页 |
| 6.2.2 太阳帆姿态控制软件 | 第130-132页 |
| 6.2.3 太阳帆借力逃逸软件 | 第132-133页 |
| 6.2.4 太阳帆姿轨耦合软件 | 第133-136页 |
| 6.3 本章小结 | 第136-137页 |
| 7 结论及展望 | 第137-141页 |
| 7.1 结论 | 第137-138页 |
| 7.2 展望 | 第138-141页 |
| 参考文献 | 第141-151页 |
| 在读期间取得的科研成果 | 第151-153页 |
| 致谢 | 第153页 |
