集群航天器构形设计及一体化动力学与控制
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第10-17页 |
| 1.1 课题背景与意义 | 第10-12页 |
| 1.1.1 课题来源与研究背景 | 第10-11页 |
| 1.1.2 研究目的与研究意义 | 第11-12页 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 | 第12-15页 |
| 1.2.1 航天器编队构形设计研究现状 | 第12-13页 |
| 1.2.2 航天器相对动力学建模方法研究现状 | 第13页 |
| 1.2.3 航天器编队控制方法研究现状 | 第13-15页 |
| 1.3 主要研究内容 | 第15-17页 |
| 2 基础理论 | 第17-30页 |
| 2.1 引言 | 第17页 |
| 2.2 轨道理论基础 | 第17-21页 |
| 2.2.1 轨道要素 | 第17-18页 |
| 2.2.2 坐标系定义 | 第18-19页 |
| 2.2.3 坐标变换 | 第19-20页 |
| 2.2.4 矢量求导 | 第20-21页 |
| 2.3 数学理论基础 | 第21-27页 |
| 2.3.1 四元数定义 | 第21页 |
| 2.3.2 四元数运算法则 | 第21-24页 |
| 2.3.3 对偶四元数定义 | 第24-25页 |
| 2.3.4 对偶四元数运算法则 | 第25-27页 |
| 2.4 非线性控制理论基础 | 第27-29页 |
| 2.4.1 控制器稳定性理论 | 第27-28页 |
| 2.4.2 控制方法基本理论 | 第28-29页 |
| 2.5 本章小结 | 第29-30页 |
| 3 集群航天器空间圆形编队问题 | 第30-48页 |
| 3.1 引言 | 第30页 |
| 3.2 无摄相对运动模型 | 第30-35页 |
| 3.2.1 平均轨道要素 | 第30-31页 |
| 3.2.2 相对运动方程 | 第31-35页 |
| 3.3 编队飞行的构形设计 | 第35-41页 |
| 3.3.1 空间圆形编队构形设计流程 | 第35-37页 |
| 3.3.2 J2摄动对构形的影响及修正 | 第37-40页 |
| 3.3.3 轨道要素的转换和摄动方程 | 第40-41页 |
| 3.4 数值仿真与结果分析 | 第41-47页 |
| 3.5 本章小结 | 第47-48页 |
| 4 集群航天器姿轨一体化动力学建模 | 第48-58页 |
| 4.1 引言 | 第48页 |
| 4.2 传统参数的对偶四元数描述 | 第48-51页 |
| 4.2.1 姿态和位置 | 第48-49页 |
| 4.2.2 角速度和速度 | 第49-50页 |
| 4.2.3 质量和惯性矩阵 | 第50页 |
| 4.2.4 动量和角动量 | 第50-51页 |
| 4.3 集群航天器姿轨一体化动力学模型 | 第51-57页 |
| 4.3.1 单航天器姿轨一体化动力学模型 | 第51-53页 |
| 4.3.2 两航天器相对姿轨一体化动力学模型 | 第53-57页 |
| 4.4 本章小结 | 第57-58页 |
| 5 集群航天器姿轨一体化控制器设计 | 第58-82页 |
| 5.1 引言 | 第58页 |
| 5.2 期望轨迹生成策略 | 第58-63页 |
| 5.2.1 主航天器期望轨迹生成策略 | 第58-60页 |
| 5.2.2 从航天器的期望轨迹生成策略 | 第60-63页 |
| 5.3 主航天器姿轨一体化控制器设计 | 第63-66页 |
| 5.3.1 反馈线性化-广义PD控制器 | 第63-66页 |
| 5.3.2 近似函数-广义PD控制器 | 第66页 |
| 5.3.3 近似函数-滑模控制器 | 第66页 |
| 5.4 从航天器姿轨一体化控制器设计 | 第66-70页 |
| 5.4.1 鲁棒自适应控制器 | 第67页 |
| 5.4.2 改进的鲁棒自适应控制器设计 | 第67-70页 |
| 5.5 数值仿真与结果分析 | 第70-81页 |
| 5.5.1 主航天器仿真算例 | 第71-77页 |
| 5.5.2 从航天器仿真算例 | 第77-81页 |
| 5.6 本章小结 | 第81-82页 |
| 结论 | 第82-83页 |
| 参考文献 | 第83-90页 |
| 附录A 单位四元数与坐标变换矩阵的关系 | 第90-92页 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 | 第92-93页 |
| 致谢 | 第93-94页 |
