航天器动力学与控制2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

航天器动力学与控制PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 绪论1

1.1航天器类型2

1.1.1近地轨道卫星3

1.1.2月球及深空探测器4

1.1.3载人航天器5

1.1.4临近空间飞行器7

1.2航天器控制内涵9

1.2.1轨道运动9

1.2.2轨道确定10

1.2.3轨道控制10

1.2.4姿态运动11

1.2.5姿态确定12

1.2.6姿态控制12

1.2.7制导、导航与控制13

参考文献16

第2章 航天器控制系统17

2.1引言18

2.2姿态测量敏感器22

2.2.1红外地球敏感器22

2.2.2太阳敏感器25

2.2.3紫外敏感器29

2.2.4星敏感器31

2.2.5陀螺35

2.2.6磁强计40

2.3绝对导航敏感器42

2.3.1惯性测量单元42

2.3.2卫星导航敏感器46

2.3.3光学导航敏感器46

2.3.4脉冲星导航敏感器47

2.4相对导航敏感器52

2.4.1微波雷达52

2.4.2激光雷达54

2.4.3光学成像敏感器55

2.4.4差分卫星导航敏感器57

2.5执行机构60

2.5.1飞轮60

2.5.2控制力矩陀螺62

2.5.3磁力矩器64

2.6驱动机构66

2.6.1太阳电池阵驱动装置66

2.6.2天线驱动装置68

2.6.3推力矢量调节装置69

2.7推力器71

2.7.1推力器构成与特点71

2.7.2推力器主要技术指标72

2.7.3推力器的分类76

2.8星载计算机78

2.8.1星载计算机系统组成78

2.8.2星载计算机容错体系结构81

2.8.3星载计算机的发展83

参考文献85

第3章 航天器轨道与轨道动力学87

3.1引言88

3.2时间系统和参考系89

3.2.1时间系统89

3.2.2坐标系92

3.2.3坐标系间的转换关系94

3.3二体问题和三体问题97

3.3.1二体问题概述97

3.3.2二体轨道运动常数98

3.3.3二体轨道几何方程100

3.3.4二体轨道几何性质102

3.3.5圆型限制性三体问题104

3.3.6平动点106

3.4航天器轨道特性108

3.4.1轨道参数及转换108

3.4.2星下点轨迹111

3.4.3发射窗口112

3.4.4地球同步轨道114

3.4.5太阳同步轨道114

3.4.6临界和冻结轨道116

3.4.7回归轨道117

3.4.8返回轨道117

3.4.9平动点轨道120

3.5轨道摄动方程及求解方法130

3.5.1密切轨道130

3.5.2 Lagrange摄动方程131

3.5.3 Gauss摄动方程132

3.5.4数值积分法133

3.5.5摄动法134

3.6轨道摄动源137

3.6.1地球非球形引力摄动137

3.6.2地球大气阻力摄动140

3.6.3日月引力摄动140

3.6.4太阳光压摄动141

3.6.5月球非球形引力摄动142

3.6.6火星非球形引力摄动143

3.6.7火星大气阻力摄动143

3.7航天器相对运动145

3.7.1坐标系定义145

3.7.2相对运动方程146

3.8动力学定轨150

3.8.1初轨确定150

3.8.2精密定轨152

参考文献158

第4章 轨道控制159

4.1引言160

4.2轨道控制基础161

4.2.1轨道控制方程161

4.2.2脉冲式推力控制163

4.2.3有限推力控制165

4.2.4最优轨道控制问题166

4.3近地轨道航天器轨道控制167

4.3.1低轨航天器摄动分析及轨道保持167

4.3.2高轨航天器摄动分析及轨道保持176

4.3.3高轨航天器轨道转移194

4.4月球探测返回轨道控制199

4.4.1月球探测轨道动力学模型199

4.4.2月地返回轨道初步设计202

4.4.3月地返回轨道精确设计217

4.4.4月地转移脉冲推力轨道控制223

4.5平动点轨道控制226

4.5.1目标轨道设计226

4.5.2平动点轨道保持234

4.6无拖曳控制239

4.6.1线性化解耦控制模型240

4.6.2无拖曳控制工作模式241

4.6.3加速度计模式下的航天器无拖曳控制242

参考文献253

第5章 航天器姿态运动学和动力学256

5.1引言257

5.2姿态及姿态运动学258

5.2.1姿态描述258

5.2.2姿态运动学262

5.3姿态动力学265

5.3.1刚体航天器姿态动力学265

5.3.2挠性航天器姿态动力学267

5.3.3充液航天器姿态动力学271

5.3.4多体航天器姿态动力学278

5.4空间环境干扰力矩293

5.4.1重力梯度力矩293

5.4.2太阳辐射力矩294

5.4.3气动力矩295

5.4.4地磁力矩297

参考文献299

第6章 航天器姿态确定300

6.1引言301

6.2姿态敏感器误差建模302

6.2.1陀螺随机误差建模302

6.2.2星敏感器测量误差建模311

6.3几何姿态确定方法314

6.3.1自旋卫星姿态确定314

6.3.2三轴稳定卫星姿态确定318

6.3.2姿态异常下自旋角速度确定323

6.4状态估计姿态确定332

6.4.1自旋卫星姿态确定332

6.4.2基于太阳—地球测量的三轴稳定卫星姿态确定334

6.4.3基于星敏感器测量的三轴稳定卫星姿态确定338

6.5姿态敏感器相对误差标定345

6.5.1星敏感器间相对基准标定346

6.5.2陀螺误差标定355

6.6地面事后高精度姿态标校361

6.6.1陀螺常值漂移关系式361

6.6.2考虑低频误差时的陀螺等效常漂363

6.6.3陀螺等效常漂及星体角速度获取364

6.6.4基于等效陀螺常值漂移的姿态校准方法366

6.6.5仿真验证369

6.7对地成像要求的偏流角确定374

6.7.1成像坐标系374

6.7.2偏流角确定376

参考文献380

第7章 航天器姿态控制382

7.1引言383

7.2基于推力器的姿态控制384

7.2.1自旋卫星喷气姿态控制384

7.2.2三轴稳定卫星喷气姿态控制390

7.3基于角动量管理装置的姿态控制398

7.3.1偏置动量航天器姿态稳定控制398

7.3.2零动量航天器姿态稳定控制409

7.3.3姿态机动控制415

7.4角动量管理装置操纵策略440

7.4.1飞轮操纵策略440

7.4.2控制力矩陀螺操纵策略457

7.4.3混合执行机构操纵策略486

7.5充液航天器控制494

7.5.1控制模型494

7.5.2姿态控制器设计495

7.6多体航天器姿态控制500

7.6.1具有运动天线的姿态复合控制500

7.6.2组合体姿态复合控制510

参考文献513

第8章 航天器自主导航、制导与控制516

8.1引言517

8.2绝对自主导航518

8.2.1捷联惯性与GPS组合导航518

8.2.2基于姿态敏感器的自主导航521

8.2.3基于脉冲星的自主导航524

8.2.4基于星间测量的星座自主导航527

8.3相对自主导航532

8.3.1相对状态估计532

8.3.2自主定轨与相对状态估计538

8.4交会对接制导与控制541

8.4.1飞行阶段与任务要求541

8.4.2交会对接制导543

8.4.3交会对接控制546

8.5返回再入制导与控制551

8.5.1弹道式返回再入551

8.5.2弹道升力式返回再入552

8.5.3升力式返回再入554

8.5.4返回再入制导555

8.6地外天体软着陆制导与控制560

8.6.1月球软着陆560

8.6.2火星软着陆566

8.6.3小行星软着陆569

8.7星际飞行的制导与控制573

8.7.1星际飞行的基本概念573

8.7.2星际飞行的轨道转移576

8.7.3星际飞行的制导与控制578

参考文献580

索引583