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航天器集群边界建模与控制方法研究

摘要第12-14页
Abstract第14-15页
第一章 绪论第16-40页
    1.1 研究背景与意义第16-27页
        1.1.1 航天器集群飞行概念第16-17页
        1.1.2 航天器集群飞行技术发展现状与趋势第17-27页
    1.2 相关研究进展综述第27-37页
        1.2.1 航天器集群飞行的有界性条件第27-30页
        1.2.2 航天器集群的边界建模方法第30-31页
        1.2.3 航天器集群有界飞行的初始化控制方法第31-33页
        1.2.4 航天器集群的边界重构控制方法第33-34页
        1.2.5 面向特殊应用的有界集群控制方法第34-37页
    1.3 论文研究内容和组织结构第37-40页
第二章 航天器集群飞行的边界模型第40-79页
    2.1 航天器相对运动的有界性第40-47页
        2.1.1 运动物体有界性的一般概念第40-41页
        2.1.2 中心力场下物体运动的有界性第41-44页
        2.1.3 航天器相对运动的有界性第44-47页
    2.2 航天器相对运动的边界模型第47-69页
        2.2.1 有界相对运动的边界第47-48页
        2.2.2 相对运动的坐标分量边界模型第48-55页
        2.2.3 相对运动的星间距离边界模型第55-58页
        2.2.4 特殊相对运动的边界模型第58-62页
        2.2.5 给定边界的初始相对运动条件第62-66页
        2.2.6 算例及分析第66-69页
    2.3 航天器集群飞行的边界模型第69-77页
        2.3.1 集群飞行的数学模型第69-72页
        2.3.2 基于最小包络盒/球的集群边界模型第72-74页
        2.3.3 算例及分析第74-77页
    2.4 小结第77-79页
第三章 航天器集群飞行的有界性条件第79-116页
    3.1 地球中心引力下的有界相对运动条件第79-84页
        3.1.1 有界性的轨道根数差解第79-80页
        3.1.2 有界性的一阶线性解第80-82页
        3.1.3 有界性的高阶非线性解第82-84页
        3.1.4 算例及分析第84页
    3.2 J_2摄动下的有界相对运动条件第84-100页
        3.2.1 严格J_2不变相对运动第84-86页
        3.2.2 宽松J_2不变相对运动第86-88页
        3.2.3 修正的宽松J_2不变相对运动第88-94页
        3.2.4 基于非密切轨道根数的J_2不变相对运动第94-97页
        3.2.5 算例及分析第97-100页
    3.3 特殊轨道下的J_2不变相对运动第100-104页
        3.3.1 近极轨道J_2不变相对运动第100-101页
        3.3.2 冻结轨道J_2不变相对运动第101-102页
        3.3.3 赤道面内J_2不变相对运动第102-103页
        3.3.4 算例及分析第103-104页
    3.4 J_2摄动下有界相对运动的几何特性分析第104-114页
        3.4.1 相对运动的自相交概念第105页
        3.4.2 严格J_2不变相对运动的自相交特性分析第105-112页
        3.4.3 算例及分析第112-114页
    3.5 小结第114-116页
第四章 实现集群飞行有界性的初始化控制方法第116-151页
    4.1 地球中心引力下卫星有界相对运动的初始化控制方法第116-126页
        4.1.1 基于轨道半长轴匹配的初始化控制第116页
        4.1.2 实现一阶有界性的相对运动初始化控制第116-118页
        4.1.3 实现高阶有界性的相对运动初始化控制第118-122页
        4.1.4 算例及分析第122-126页
    4.2 J_2摄动下卫星有界相对运动的初始化控制方法第126-131页
        4.2.1 实现严格J_2不变相对运动的初始化控制方法第126-128页
        4.2.2 实现宽松J_2不变相对运动的初始化控制方法第128-130页
        4.2.3 算例及分析第130-131页
    4.3 考虑有界性约束的航天器集群初始化控制方法第131-149页
        4.3.1 集群初始化问题描述第131-132页
        4.3.2 初始化相对运动建模第132-135页
        4.3.3 圆参考轨道下的集群初始化控制方法第135-141页
        4.3.4 椭圆参考轨道下的集群初始化控制方法第141-147页
        4.3.5 算例及分析第147-149页
    4.4 小结第149-151页
第五章 航天器集群边界重构控制方法第151-181页
    5.1 相对运动边界重构的一般方法第151-162页
        5.1.1 轨道根数改变的速度增量控制方法第151-155页
        5.1.2 一般相对运动的边界重构第155-159页
        5.1.3 特殊相对运动的边界重构第159-160页
        5.1.4 算例及分析第160-162页
    5.2 有限方向推力的相对运动边界重构方法第162-169页
        5.2.1 利用单方向速度增量实现绕飞相对运动边界重构第163-164页
        5.2.2 利用单方向速度增量实现同轨道面相对运动边界重构第164-166页
        5.2.3 算例及分析第166-169页
    5.3 相对运动边界重构的多脉冲最优控制方法第169-179页
        5.3.1 基于伪逆法的相对运动多脉冲控制第169-172页
        5.3.2 用于星间距离边界重构的多脉冲最优控制第172-173页
        5.3.3 用于集群边界重构的多脉冲最优控制第173-176页
        5.3.4 算例及分析第176-179页
    5.4 小结第179-181页
第六章 具有定值边界约束的航天器相对悬停控制方法第181-203页
    6.1 相对悬停控制及其边界约束分析第181-182页
        6.1.1 相对悬停的含义第181-182页
        6.1.2 自然与受控相对悬停第182页
    6.2 相对悬停控制力建模与分析第182-193页
        6.2.1 相对悬停控制力模型第182-190页
        6.2.2 最小控制力悬停方位第190-192页
        6.2.3 算例与分析第192-193页
    6.3 相对悬停燃料消耗建模与分析第193-201页
        6.3.1 相对悬停燃料消耗模型第194-196页
        6.3.2 最小燃耗悬停方位第196-200页
        6.3.3 算例与分析第200-201页
    6.4 小结第201-203页
第七章 带有实体边界约束的内编队飞行实时控制第203-238页
    7.1 内编队飞行及其边界约束分析第203-207页
        7.1.1 内编队飞行概念第203-205页
        7.1.2 内编队控制要求及边界约束分析第205-207页
    7.2 包含单颗内卫星的内编队控制第207-229页
        7.2.1 内编队动力学建模与分析第207-210页
        7.2.2 内编队非线性实时控制方法第210-219页
        7.2.3 内编队鲁棒实时控制方法第219-229页
    7.3 包含两颗内卫星的内编队控制第229-236页
        7.3.1 包含两颗内卫星的内编队可控性分析第229-230页
        7.3.2 包含两颗内卫星的内编队协同控制方法第230-233页
        7.3.3 算例与分析第233-236页
    7.4 小结第236-238页
第八章 总结与展望第238-243页
    8.1 论文主要工作总结第238-242页
    8.2 进一步工作的展望第242-243页
致谢第243-244页
参考文献第244-255页
作者简历及在学期间取得的学术成果第255-259页
    作者简历第255-256页
    主要学术成果第256-258页
    攻读博士学位期间参加的科研项目第258-259页
附录A 航天器相对运动动力学基础第259-266页

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