繩系拖曳飛行控制技術(shù)

目錄
前言
第1章緒論1
1.1繩系拖曳飛行器1
1.2繩系拖曳飛行控制發(fā)展3
1.2.1空間繩系系統(tǒng)發(fā)展3
1.2.2系繩建模方法發(fā)展5
1.2.3繩系系統(tǒng)拖曳飛行控制發(fā)展7
1.3繩系拖曳飛行控制難點分析13
第2章繩系拖曳飛行系統(tǒng)動力學(xué)建模與分析16
2.1拖曳平臺/目標(biāo)星模型16
2.1.1拖曳平臺模型18
2.1.2目標(biāo)星模型21
2.2系繩珠點模型24
2.3繩系拖曳飛行動力學(xué)仿真分析26
2.4本章小結(jié)36
第3章繩系拖曳飛行防碰撞控制技術(shù)37
3.1基于張力阻抗控制的防碰撞控制技術(shù)37
3.1.1繩系拖曳系統(tǒng)模型建立37
3.1.2系繩纏繞模型建立40
3.1.3基于阻抗的防碰撞控制設(shè)計42
3.1.4仿真驗證與分析44
3.2基于張力模型預(yù)測控制的防碰撞控制技術(shù)49
3.2.1模型預(yù)測控制策略設(shè)計49
3.2.2雙星質(zhì)心距及目標(biāo)星質(zhì)量估計55
3.2.3名義魯棒MPC張力控制器設(shè)計57
3.2.4穩(wěn)定性分析59
3.2.5仿真驗證與分析63
3.3本章小結(jié)66
第4章繩系拖曳飛行防尾擺控制技術(shù)67
4.1利用推力器/張力協(xié)同的防尾擺控制技術(shù)67
4.1.1基于干擾補償?shù)淖藨B(tài)控制律設(shè)計69
4.1.2仿真驗證與分析72
4.2基于伸縮桿僅用系繩的防尾擺控制技術(shù)75
4.2.1平衡姿態(tài)定義與可控性分析76
4.2.2分層滑模-模型預(yù)測控制器設(shè)計78
4.2.3穩(wěn)定性分析85
4.2.4仿真驗證與分析89
4.3本章小結(jié)92
第5章繩系拖曳飛行防擺動控制技術(shù)93
5.1利用平臺姿控推力的擺動抑制93
5.1.1繩系拖曳飛行動力學(xué)模型建立93
5.1.2基于SMC-MPC的防擺動控制器設(shè)計95
5.1.3仿真驗證與分析97
5.2利用平臺姿態(tài)機動的防擺動控制技術(shù)99
5.2.1平衡位置與可控性分析102
5.2.2基于分層滑模的欠驅(qū)動防擺動控制105
5.2.3穩(wěn)定性分析112
5.2.4仿真驗證與分析113
5.3本章小結(jié)118
第6章繩系拖曳旋轉(zhuǎn)飛行控制技術(shù)119
6.1繩系拖曳旋轉(zhuǎn)離軌方案設(shè)計119
6.1.1旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計119
6.1.2剪繩后的動力學(xué)特性分析123
6.1.3仿真驗證與分析126
6.2利用平臺姿態(tài)與系繩收放的軌道跟蹤129
6.2.1繩系拖曳模型簡化129
6.2.2參考軌跡規(guī)劃132
6.2.3控制器設(shè)計134
6.2.4仿真驗證與分析139
6.3本章小結(jié)141
第7章繩系編隊飛行控制技術(shù)143
7.1繩系編隊系統(tǒng)動力學(xué)建模143
7.1.1系統(tǒng)描述與建模假設(shè)143
7.1.2編隊構(gòu)型模型145
7.1.3衛(wèi)星姿態(tài)模型152
7.2繩系編隊系統(tǒng)穩(wěn)定性分析158
7.2.1穩(wěn)定先決條件分析158
7.2.2軌道平面內(nèi)構(gòu)型穩(wěn)定條件分析159
7.2.3軌道平面外運動特性分析165
7.2.4初始彈射展開條件分析176
7.3繩系編隊展開控制178
7.3.1展開控制目標(biāo)分析178
7.3.2考慮面外擾動的展開控制器設(shè)計180
7.3.3時變張力力矩干擾下衛(wèi)星姿態(tài)跟蹤控制186
7.3.4仿真驗證與分析189
7.4繩系拖曳編隊飛行構(gòu)型重組控制194
7.4.1構(gòu)型重組參考軌跡規(guī)劃196
7.4.2基于模型預(yù)測控制的構(gòu)型重組控制198
7.4.3仿真驗證與分析200
7.5本章小結(jié)209
參考文獻210
附錄222