模塊變形航天器的姿態(tài)控制技術

第1章 模塊變形航天器姿態(tài)運動的數(shù)學描述
1．1 引言
1．2 航天器姿態(tài)的描述方法
1．2．1 旋轉矩陣
1．2．2 歐拉角
1．2．3 歐拉軸／角
1．2．4 姿態(tài)四元數(shù)
1．2．5 修正羅德里格參數(shù)
1．3 姿態(tài)運動的構造空間
1．3．1 SO（3）的拓撲結構
1．3．2 李代數(shù)so（3）
1．3．3 航天器姿態(tài)控制的退繞現(xiàn)象
1．4 模塊變形航天器姿態(tài)動力學方程
1．4．1 典型的在軌服務操作描述
1．4．2 航天器系統(tǒng)的抽象化處理
1．4．3 系統(tǒng)的角動量
1．4．4 姿態(tài)動力學方程推導
1．4．5 質量分布時變效應對穩(wěn)定性的影響
1．5 姿態(tài)跟蹤問題的數(shù)學模型
1．6 航天器姿態(tài)控制研究綜述
參考文獻
第2章 航天器轉動慣量辨識和最優(yōu)輸入設計
2．1 引言
2．2 航天器參數(shù)辨識的數(shù)學模型
2．3 最優(yōu)激勵軌跡設計
2．3．1 基于法矩陣條件數(shù)的性能指標函數(shù)
2．3．2 最優(yōu)輸入設計的增廣狀態(tài)模型
2．3．3 模型的求解
2．3．4 最優(yōu)輸入設計算例與結果分析
2．4 DUKF狀態(tài)-參數(shù)估計算法
2．4．1 參數(shù)濾波模型和狀態(tài)濾波模型
2．4．2 參數(shù)-狀態(tài)雙重濾波方案的實現(xiàn)
2．5 最優(yōu)激勵下的參數(shù)辨識仿真
參考文獻
第3章 模塊變形航天器姿態(tài)自適應控制
3．1 引言
3．2 航天器姿態(tài)自適應控制模型
3．2．1 姿態(tài)誤差動力學和運動學模型
3．2．2 基本假設
3．3 航天器姿態(tài)跟蹤自適應控制方案設計
3．3．1 平滑投影法
3．3．2 魯棒逆最優(yōu)自適應控制原理
3．3．3 基于必然等價性的自適應控制方案設計
3．3．4 基于逆最優(yōu)自適應的控制方案設計
3．4 閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
3．4．1 無外擾力矩情況下的穩(wěn)定性分析
3．4．2 有外擾力矩情況下的穩(wěn)定性分析
3．5 仿真與分析
3．5．1 無外擾力矩情況下的仿真結果
3．5．2 有外擾力矩情況下的仿真結果
參考文獻
第4章 模塊變形航天器姿態(tài)有限時間控制
4．1 引言
4．2 航天器姿態(tài)有限時間控制模型
4．3 交增益快速super-twistins算法
4．3．1 變增益super-twistins算法
4．3．2 第一種變增益快速super-twistins算法
4．3．3 第二種變增益快速super-twisting算法
4．3．4 常值參數(shù)的取值
4．3．5 變增益的在線調節(jié)
4．3．6 仿真與分析
4．4 雙冪次組合函數(shù)趨近律
4．4．1 收斂特性分析
4．4．2 穩(wěn)態(tài)誤差界分析
4．4．3 仿真與分析
4．5 有限時間姿態(tài)跟蹤控制方案設計
4．5．1 有限時間收斂滑模面設計
4．5．2 基于super-twisting算法的二階滑模控制方案設計
4．5．3 基于趨近律和微分觀測器的控制方案設計
4．6 閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
4．7 仿真與分析
4．7．1 基于super-twisting二階滑模的控制方案仿真
4．7．2 基于趨近律和微分觀測器的控制方案仿真
參考文獻
第5章 考慮執(zhí)行器飽和的模塊變形航天器姿態(tài)控制
5．1 引言
5．2 考慮執(zhí)行器飽和的姿態(tài)控制模型
5．3 基于擴張狀態(tài)觀測器的控制方案設計
5．3．1 反步法設計
5．3．2 擴張狀態(tài)觀測器
5．3．3 非線性阻尼設計
5．4 閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
5．5 仿真分析
5．5．1 無執(zhí)行機構飽和情況下的仿真
5．5．2 執(zhí)行機構飽和情況下的仿真
參考文獻
第6章 總結與展望
6．1 本書總結
6．2 本書的主要貢獻
6．3 問題展望
附錄A 控制理論相關概念
附錄B 第2章相關濾波算法和迭代算法