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绳系拖曳飞行控制技术


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绳系拖曳飞行控制技术
  • 书号：9787030795069
    作者：孟中杰等
  • 外文书名：
  • 装帧：平装
    开本：B5
  • 页数：227
    字数：297000
    语种：zh-Hans
  • 出版社：科学出版社
    出版时间：2025-04-01
  • 所属分类：
  • 定价： ￥168.00元
    售价： ￥168.00元
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近年来，微小卫星、星座、星群等快速发展，越来越多的卫星发射进入太空。大量的失效卫星、空间碎片充斥在太空轨道上。利用空间系绳移除失效卫星的策略，具有抓捕距离远、操作灵活、安全性高等优势。然而，在目标捕获后的拖曳飞行阶段，由于系绳的柔性与半弹性，系统呈现复杂的动力学现象，同时也产生一系列的控制挑战。本书重点针对拖曳飞行控制问题展开研究，系统总结近年来的研究进展，重点关注并解决拖曳飞行过程中的防碰撞、防尾摆、防摆动等关键控制难题，并介绍旋转拖曳的变轨设计思路，为绳系系统的应用奠定基础。
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    前言
    第1章绪论1
    1.1绳系拖曳飞行器1
    1.2绳系拖曳飞行控制发展3
    1.2.1空间绳系系统发展3
    1.2.2系绳建模方法发展5
    1.2.3绳系系统拖曳飞行控制发展7
    1.3绳系拖曳飞行控制难点分析13
    第2章绳系拖曳飞行系统动力学建模与分析16
    2.1拖曳平台/目标星模型16
    2.1.1拖曳平台模型18
    2.1.2目标星模型21
    2.2系绳珠点模型24
    2.3绳系拖曳飞行动力学仿真分析26
    2.4本章小结36
    第3章绳系拖曳飞行防碰撞控制技术37
    3.1基于张力阻抗控制的防碰撞控制技术37
    3.1.1绳系拖曳系统模型建立37
    3.1.2系绳缠绕模型建立40
    3.1.3基于阻抗的防碰撞控制设计42
    3.1.4仿真验证与分析44
    3.2基于张力模型预测控制的防碰撞控制技术49
    3.2.1模型预测控制策略设计49
    3.2.2双星质心距及目标星质量估计55
    3.2.3名义鲁棒MPC张力控制器设计57
    3.2.4稳定性分析59
    3.2.5仿真验证与分析63
    3.3本章小结66
    第4章绳系拖曳飞行防尾摆控制技术67
    4.1利用推力器/张力协同的防尾摆控制技术67
    4.1.1基于干扰补偿的姿态控制律设计69
    4.1.2仿真验证与分析72
    4.2基于伸缩杆仅用系绳的防尾摆控制技术75
    4.2.1平衡姿态定义与可控性分析76
    4.2.2分层滑模-模型预测控制器设计78
    4.2.3稳定性分析85
    4.2.4仿真验证与分析89
    4.3本章小结92
    第5章绳系拖曳飞行防摆动控制技术93
    5.1利用平台姿控推力的摆动抑制93
    5.1.1绳系拖曳飞行动力学模型建立93
    5.1.2基于SMC-MPC的防摆动控制器设计95
    5.1.3仿真验证与分析97
    5.2利用平台姿态机动的防摆动控制技术99
    5.2.1平衡位置与可控性分析102
    5.2.2基于分层滑模的欠驱动防摆动控制105
    5.2.3稳定性分析112
    5.2.4仿真验证与分析113
    5.3本章小结118
    第6章绳系拖曳旋转飞行控制技术119
    6.1绳系拖曳旋转离轨方案设计119
    6.1.1旋转转移轨道设计119
    6.1.2剪绳后的动力学特性分析123
    6.1.3仿真验证与分析126
    6.2利用平台姿态与系绳收放的轨道跟踪129
    6.2.1绳系拖曳模型简化129
    6.2.2参考轨迹规划132
    6.2.3控制器设计134
    6.2.4仿真验证与分析139
    6.3本章小结141
    第7章绳系编队飞行控制技术143
    7.1绳系编队系统动力学建模143
    7.1.1系统描述与建模假设143
    7.1.2编队构型模型145
    7.1.3卫星姿态模型152
    7.2绳系编队系统稳定性分析158
    7.2.1稳定先决条件分析158
    7.2.2轨道平面内构型稳定条件分析159
    7.2.3轨道平面外运动特性分析165
    7.2.4初始弹射展开条件分析176
    7.3绳系编队展开控制178
    7.3.1展开控制目标分析178
    7.3.2考虑面外扰动的展开控制器设计180
    7.3.3时变张力力矩干扰下卫星姿态跟踪控制186
    7.3.4仿真验证与分析189
    7.4绳系拖曳编队飞行构型重组控制194
    7.4.1构型重组参考轨迹规划196
    7.4.2基于模型预测控制的构型重组控制198
    7.4.3仿真验证与分析200
    7.5本章小结209
    参考文献210
    附录222
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