空間在軌裝配任務規(guī)劃

第1章 緒論 1.1 引言 1.2 空間在軌服務技術研究發(fā)展概況 1.2.1 空間在軌服務技術發(fā)展概況 1.2.2 空間后勤技術研究概述 1.3 空間在軌裝配技術研究發(fā)展概況 1.3.1 具有裝配輔助的航天員手動裝配階段 1.3.2 空間機器人裝配階段 1.4 裝配序列規(guī)劃的研究發(fā)展概況 1.4.1 經典裝配序列規(guī)劃方法 1.4.2 虛擬裝配序列規(guī)劃方法 1.4.3 軟計算裝配序列規(guī)劃方法 1.4.4 基于網絡的裝配序列規(guī)劃方法 1.5 航天器運動規(guī)劃方法研究概況 1.5.1 運動規(guī)劃方法研究概況 1.5.2 航天器運動規(guī)劃研究概況 1.6 裝配協(xié)同規(guī)劃的研究發(fā)展概況 1.6.1 協(xié)同體系結構 1.6.2 協(xié)同規(guī)劃方法 1.6.3 航天器協(xié)同問題的研究現狀 1.7 航天器自主體系研究概況 1.8 本書主要內容 第2章 空間在軌服務體系及任務分析 2.1 引言 2.2 空間在軌服務的概念 2.3 空間在軌服務體系 2.3.1 服務體 2.3.2 服務對象 2.4 空間在軌服務任務分析 2.4.1 任務內容 2.4.2 實現方式 2.5 空間在軌裝配任務體系研究 2.5.1 裝配任務體系分析的目的 2.5.2 裝配任務體系分析策略 2.5.3 裝配任務體系分析的步驟與流程 2.6 大型空間桁架結構構建方法研究 2.6.1 可展開結構構建 2.6.2 太空成形結構構建 2.6.3 可直立桁架結構構建 2.7 自主服務航天器近距離操作運動規(guī)劃體系 2.7.1 單個自主服務航天器的規(guī)劃體系 2.7.2 多自主服務航天器協(xié)同規(guī)劃體系 2.8 本章小結 第3章 空間大型桁架結構裝配模型的建立 3.1 引言 3.2 大型空間桁架結構的裝配定義 3.2.1 桁架裝配定義的數學描述 3.2.2 結構容積單元 3.2.3 桁架結構的裝配可行性準則 3.3 基于連接矩陣的大型空間桁架結構裝配表示模型 3.3.1 共同桿連接方式的連接矩陣 3.3.2 共同點連接方式的連接矩陣 3.3.3 連接桿連接方式的連接矩陣 3.3.4 連接矩陣建模示例 3.4 大型空間桁架結構的分層規(guī)劃表示模型 3.4.1 分層狀態(tài)和規(guī)劃袁示 3.4.2 分層規(guī)劃建模策略 3.5 大型空間桁架結構的圖形表示模型 3.5.1 四面體桁架結構的坐標系定義 3.5.2 四面體桁架結構的圖形表示 3.5.3 四面體桁架結構裝配規(guī)劃的有向圖表示 3.6 本章小結 第4章 服務航天器模型的建立 4.1 引言 4.2 坐標系定義與轉換 4.2.1 坐標系定義 4.2.2 坐標系轉換 4.3 相對軌道運動模型 4.3.1 動力學模型 4.3.2 相對運動顯式方程模型 4.4 本章小結 第5章 基于蟻群優(yōu)化算法的空間自主裝配序列規(guī)劃 5.1 引言 5.2 蟻群優(yōu)化算法 5.2.1 蟻群優(yōu)化原理 5.2.2 基本蟻群優(yōu)化算法 5.2.3 蟻群優(yōu)化算法的改進與應用 5.3 用于空間自主裝配序列規(guī)劃的改進蟻群優(yōu)化算法 5.3.1 裝配序列的表示 5.3.2 改進蟻群優(yōu)化算法 5.4 基于改進自適應蟻群優(yōu)化算法的空間自主裝配序列規(guī)劃 5.4.1 裝配序列的表示 5.4.2 改進自適應蟻群優(yōu)化算法 5.5 改進免疫-蟻群算法在空間自主裝配序列規(guī)劃中的應用 5.5.1 人工免疫算法 5.5.2 改進免疫-蟻群算法 5.6 算例仿真及結果分析 5.6.1 仿真算例 5.6.2 仿真結果及分析 5.6.3 算法比較 5.7 本章小結 第6章 面向空間自主裝配任務的智能協(xié)同規(guī)劃 6.1 引言 6.2 基于集合勢函數描述的空間自主協(xié)同裝配問題 6.2.1 基于集合勢函數的空間自主裝配控制規(guī)律 6.2.2 基本裝配問題描述 6.3 分布式多空間自主機器人環(huán)境下的協(xié)同裝配規(guī)劃策略 6.3.1 分布式多空間自主機器人環(huán)境 6.3.2 面向協(xié)同裝配規(guī)劃的模型表述 6.3.3 協(xié)同裝配規(guī)劃策略 6.4 多空間自主機器人協(xié)同裝配的兩級遞階智能規(guī)劃算法 6.4.1 空間桁架結構的分層表示法 6.4.2 多空間自主機器人連續(xù)裝配策略 6.4.3 兩級遞階規(guī)劃概念 6.4.4 兩級遞階智能規(guī)劃算法 6.4.5 算例研究及分析 6.5 本章小結 第7章 基于連續(xù)推力模式的敏捷服務航天器運動規(guī)劃研究 7.1 引言 7.2 快速搜索隨機樹規(guī)劃方法 7.2.1 規(guī)劃理論的基本要素 7.2.2 離散規(guī)劃 7.2.3 基于采樣的規(guī)劃方法 7.2.4 快速搜索隨機樹規(guī)劃方法理論與應用 7.3 約束條件 7.3.1 運動動力學約束 7.3.2 幾何約束 7.4 基于連續(xù)推力模式的敏捷服務航天器運動規(guī)劃 7.4.1 運動狀態(tài)的確定與度量 7.4.2 局部規(guī)劃器 7.4.3 規(guī)劃問題的基本描述 7.4.4 必然碰撞區(qū) 7.4.5 規(guī)劃方法 7.5 仿真算例 7.6 本章小結 第8章 基于脈沖推力模式的近距離在軌服務航天器運動規(guī)劃研究 8.1 引言 8.2 概率路標算法 8.2.1 預處理階段 8.2.2 查詢階段 8.3 約束條件 8.3.1 運動動力學約束 8.3.2 幾何約束 8.4 基于脈沖推力模式的近距離服務航天器運動規(guī)劃 8.4.1 平動運動規(guī)劃 8.4.2 轉動運動規(guī)劃 8.5 仿真算例 8.6 本章小結 第9章 多服務航天器協(xié)同運動規(guī)劃研究 9.1 引言 9.2 協(xié)同問題概述 9.2.1 協(xié)同 9.2.2 協(xié)同運動規(guī)劃 9.3 多服務航天器協(xié)同運動規(guī)劃方法 9.3.1 運動規(guī)劃算法 9.3.2 協(xié)調策略 9.4 仿真算例 9.4.1 連續(xù)推力模式的敏捷服務航天器協(xié)同規(guī)劃 9.4.2 脈沖推力模式的近距離服務航天器協(xié)同規(guī)劃 9.5 本章小結 第10章 空間自主裝配規(guī)劃的評價方法研究 10.1 引言 10.2 空間自主裝配規(guī)劃的評價標準 10.2.1 空間自主裝配規(guī)劃評價指標的確定 10.2.2 主要評價指標的量化模型 10.3 經典裝配規(guī)劃評價方法 10.4 面向空間自主裝配規(guī)劃的協(xié)同式專家決策綜合評價方法 10.4.1 專家系統(tǒng) 10.4.2 協(xié)同式專家決策系統(tǒng)的設計 10.4.3 裝配規(guī)劃協(xié)同式專家決策綜合評價方法 10.5 空間自主裝配規(guī)劃的評價流程 10.6 本章小結 參考文獻