航天器操作的微重力環(huán)境構(gòu)建

第1章 緒論
1.1 空間操作與地面實(shí)驗(yàn)
1.2 空間環(huán)境對(duì)航天器的影響
1.2.1 空間環(huán)境的范圍
1.2.2 空間環(huán)境對(duì)航天器本體性能的影響
1.2.3 空間環(huán)境對(duì)航天器運(yùn)動(dòng)特性的影響
1.3 微重力實(shí)驗(yàn)的意義
1.3.1 微重力實(shí)驗(yàn)對(duì)科學(xué)研究的重要意義
1.3.2 微重力實(shí)驗(yàn)對(duì)載人航天的重要意義
1.3.3 微重力實(shí)驗(yàn)對(duì)新型航天器研制的意義
1.3.4 微重力實(shí)驗(yàn)對(duì)空間操作的意義
1.4 微重力環(huán)境模擬和構(gòu)建的方法與種類(lèi)
1.4.1 地面微重力環(huán)境構(gòu)建的范圍
1.4.2 地面微重力實(shí)驗(yàn)需要解決的基本問(wèn)題
1.5 本書(shū)主要內(nèi)容
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第2章 失重飛機(jī)實(shí)驗(yàn)
2.1 實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
2.1.1 失重飛機(jī)的原理
2.1.2 失重飛機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)
2.1.3 國(guó)內(nèi)外發(fā)展
2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)方法
2.2.1 系統(tǒng)構(gòu)成
2.2.2 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施方法
2.3 失重飛機(jī)實(shí)驗(yàn)案例分析
2.3.1 案例一：不同重力水平、重心以及重量對(duì)人體運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)的影響
2.3.2 案例二：骨細(xì)胞對(duì)變重力水平的響應(yīng)研究
2.4 結(jié)束語(yǔ)
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第3章 落塔實(shí)驗(yàn)
3.1 落塔實(shí)驗(yàn)原理及國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
3.1.1 實(shí)驗(yàn)原理
3.1.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
3.2 落塔系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)方法
3.2.1 落塔系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
3.3 落塔實(shí)驗(yàn)案例分析
3.3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />3.3.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃推脚_(tái)
3.3.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
3.3.4 實(shí)驗(yàn)步驟
3.3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù)處理
3.4 發(fā)展趨勢(shì)
3.4.1 提高實(shí)驗(yàn)精度
3.4.2 實(shí)驗(yàn)方案創(chuàng)新
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第4章 吊絲系統(tǒng)
4.1 吊絲系統(tǒng)的原理及國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
4.1.1 吊絲系統(tǒng)概念及原理
4.1.2 吊絲系統(tǒng)應(yīng)用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)分析
4.1.3 吊絲系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
4.2 吊絲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)方法
4.2.1 吊絲系統(tǒng)的系統(tǒng)組成及構(gòu)架
4.2.2 吊絲系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法
4.3 典型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
4.3.1 SM2的吊絲實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
4.3.2 EMR的吊絲實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
4.4 結(jié)束語(yǔ)
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第5章 氣浮臺(tái)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
5.1 氣浮臺(tái)物理仿真原理
5.1.1 單軸氣浮臺(tái)
5.1.2 三軸氣浮臺(tái)
5.1.3 三自由度氣浮平臺(tái)
5.1.4 五自由度氣浮平臺(tái)
5.2 氣浮臺(tái)物理仿真的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
5.2.1 單通道姿態(tài)控制物理仿真
5.2.2 三通道姿態(tài)控制物理仿真
5.2.3 編隊(duì)飛行控制物理仿真
5.3 航天器相對(duì)運(yùn)動(dòng)物理仿真試驗(yàn)系統(tǒng)典型配置
5.3.1 航天器相對(duì)運(yùn)動(dòng)模擬器
5.3.2 相對(duì)運(yùn)動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)
5.3.3 第三方位姿測(cè)量系統(tǒng)
5.4 典型試驗(yàn)情況
5.4.1 試驗(yàn)技術(shù)要求
5.4.2 氣浮臺(tái)上系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
5.4.3 地面測(cè)控系統(tǒng)技術(shù)方案設(shè)計(jì)
5.4.4 典型試驗(yàn)結(jié)果
5.5 結(jié)束語(yǔ)
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第6章 中性水池實(shí)驗(yàn)
6.1 原理、優(yōu)缺點(diǎn)及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
6.1.1 中性浮力的概念和原理
6.1.2 中性浮力實(shí)驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)
6.1.3 中性浮力實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用范圍
6.1.4 中性浮力水池的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
6.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)方法
6.2.1 中性浮力實(shí)驗(yàn)設(shè)施的組成和結(jié)構(gòu)
6.2.2 中性浮力實(shí)驗(yàn)方法
6.3 典型中性浮力設(shè)施及實(shí)驗(yàn)案例
6.3.1 典型的中性浮力設(shè)施
6.3.2 典型的中性浮力實(shí)驗(yàn)案例
6.4 浮力控制技術(shù)
6.4.1 磁流體的制備及密度調(diào)節(jié)方法
6.4.2 磁性離子液體的合成及密度調(diào)節(jié)方法
6.4.3 改變?nèi)芤号浔葘?duì)液體密度的影響
6.4.4 液體介質(zhì)浮力特性變化的控制技術(shù)
6.5 存在的問(wèn)題
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第7章 混合懸浮系統(tǒng)
7.1 混合懸浮原理
7.1.1 混合懸浮的基本原理
7.1.2 混合懸浮非接觸力源的選擇
7.1.3 液磁混合懸浮的優(yōu)缺點(diǎn)
7.2 液磁混合懸浮的微重力效應(yīng)模擬系統(tǒng)構(gòu)建
7.2.1 液浮系統(tǒng)組成
7.2.2 電磁系統(tǒng)組成
7.2.3 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ拖到y(tǒng)組成
7.2.4 測(cè)量系統(tǒng)組成
7.2.5 支持保障系統(tǒng)
7.3 混合懸浮系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法
7.3.1 電磁力控制方法
7.3.2 阻力預(yù)估與減阻方法
7.4 混合懸浮系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)實(shí)例
7.4.1 混合懸浮微重力效應(yīng)模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)
7.4.2 混合懸浮實(shí)驗(yàn)實(shí)例
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第8章 空間操作地面實(shí)驗(yàn)的相似性理論研究
8.1 相似性的基本概念
8.2 相似三定律及其發(fā)展歷程
8.3 相似性與模型實(shí)驗(yàn)研究
8.4 相似準(zhǔn)則的導(dǎo)出方法
8.5 Buckinghamπ定理
8.5.1 Buckinghamπ定理的表述
8.5.2 Buckinghamπ定理的證明
8.6 空間操作地面實(shí)驗(yàn)相似準(zhǔn)則的建立
8.6.1 基于Buckinghamπ定理的相似準(zhǔn)則
8.6.2 軌道動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的相似準(zhǔn)則
8.6.3 姿態(tài)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的相似準(zhǔn)則
8.7 基于相似準(zhǔn)則的地面實(shí)驗(yàn)規(guī)劃與設(shè)計(jì)
8.7.1 近距離空間操作地面實(shí)驗(yàn)
8.7.2 環(huán)繞運(yùn)動(dòng)地面實(shí)驗(yàn)
8.8 混合懸浮實(shí)驗(yàn)環(huán)境影響相似程度的因素
8.8.1 環(huán)繞實(shí)驗(yàn)干擾因素分析
8.8.2 相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)干擾因素分析
8.9 結(jié)束語(yǔ)
參考文獻(xiàn)
第9章 基于鍵合圖理論的地面實(shí)驗(yàn)相似程度分析
9.1 基于鍵合圖理論的相似度量方法
9.1.1 近似相似程度的量化度量
9.1.2 狀態(tài)變量的活性分析
9.1.3 度量函數(shù)的改善
9.1.4 相似性分析的流程
9.2 環(huán)繞實(shí)驗(yàn)干擾對(duì)相似度的影響分析
9.3 近距離操作實(shí)驗(yàn)干擾對(duì)相似度的影響分析
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第10章 混合懸浮實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法
10.1 系統(tǒng)液體浮力特性測(cè)試方法
10.2 系統(tǒng)電磁力特性測(cè)試方法
10.2.1 力的基本測(cè)量原理
10.2.2 電磁力特性的測(cè)試方案
10.3 系統(tǒng)微重力水平測(cè)試方法
10.3.1 測(cè)試方法介紹
10.3.2 測(cè)試方案
10.4 面向空間操作地面實(shí)驗(yàn)的測(cè)試
10.4.1 測(cè)試方法分析與選擇
10.4.2 IMU測(cè)量誤差機(jī)理與補(bǔ)償
10.4.3 絕對(duì)運(yùn)動(dòng)測(cè)量方案
10.4.4 相對(duì)運(yùn)動(dòng)測(cè)量方案
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第11章 Cyber空間輔助模擬實(shí)驗(yàn)方法
11.1 概述
11.1.1 Cyber空間與Cyber性
11.1.2 空間操作系統(tǒng)的Cyber性
11.1.3 Cyber與地面實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)合下的空間操作實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
11.2 空間操作地面實(shí)驗(yàn)與Cyber實(shí)驗(yàn)的結(jié)合
11.3 基于Cyber的空間操作地面實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)總體框架
11.3.1 系統(tǒng)總體框架
11.3.2 系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)
11.3.3 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)
11.4 基于Cyber空間操作的地面實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛣?dòng)力學(xué)建模
11.4.1 坐標(biāo)系定義
11.4.2 單柔性體動(dòng)力學(xué)方程
11.4.3 艙段鄰接遞推關(guān)系
11.4.4 實(shí)驗(yàn)體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程
11.5 基于Cyber的空間操作地面實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)預(yù)測(cè)建模
11.5.1 動(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)推理模型
11.5.2 動(dòng)態(tài)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)推理
11.6 系統(tǒng)中的時(shí)延分析
11.6.1 影響網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的因素
11.6.2 基于Cyber的空間操作地面實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)時(shí)延分析
11.6.3 星地視頻和指令數(shù)據(jù)傳輸模擬
11.6.4 星地視頻和指令數(shù)據(jù)傳輸方式
11.6.5 影響星地通信時(shí)延的主要因素
11.6.6 星地通信時(shí)延模擬
11.7 Cyber環(huán)境建模技術(shù)研究
參考文獻(xiàn)