航天智能技術應用導論

目錄
序
前言
第1章 “航天+智能”概述 1
1.1 航天智能技術 1
1.1.1 航天智能技術的概念 1
1.1.2 航天智能技術的現(xiàn)狀 2
1.1.3 我國航天智能技術發(fā)展趨勢 2
1.2 典型的航天器 3
1.2.1 典型的航天運載工具 3
1.2.2 典型的航天智能體 3
1.2.3 深空探測器 4
1.3 典型的智能技術 5
1.3.1 人工智能 5
1.3.2 大數(shù)據(jù) 5
1.3.3 移動網(wǎng)絡 6
1.3.4 信號處理 6
1.4 “航天+智能”技術發(fā)展應用趨勢 6
1.4.1 航天智能技術發(fā)展應用概述 6
1.4.2 智能技術在航天領域的應用 7
1.4.3 未來技術發(fā)展趨勢 8
1.4.4 面臨的機遇與挑戰(zhàn) 9
1.5 “航天+智能”人才培養(yǎng)體系架構 10
1.5.1 “航天+智能”能力體系 10
1.5.2 工程應用和問題導向 11
1.5.3 知識體系 11
習題 12
參考文獻 12
第2章 智能技術在航天器設計制造中的應用 13
2.1 基于智能優(yōu)化算法的航天器總體設計 13
2.1.1 航天器總體設計概述 13
2.1.2 智能優(yōu)化算法簡介 15
2.1.3 智能優(yōu)化算法在航天器總體設計中的應用 18
2.1.4 航天器總體設計方案的評價與決策 20
航天智能技術應用導論 vi
2.2 基于MBD技術的衛(wèi)星數(shù)字化協(xié)同設計 22
2.2.1 MBD技術概念及在衛(wèi)星設計中的應用 22
2.2.2 基于MBD技術的衛(wèi)星數(shù)字化協(xié)同設計流程和技術 23
2.2.3 MBD技術在衛(wèi)星數(shù)字化協(xié)同設計中的優(yōu)勢和挑戰(zhàn) 24
2.3 基于數(shù)字孿生技術的航天器全生命周期設計制造 26
2.3.1 數(shù)字孿生技術的基本原理 27
2.3.2 數(shù)字孿生技術在航天器設計中的應用 27
2.3.3 基于數(shù)字孿生技術的航天器全生命周期設計制造流程 29
2.3.4 數(shù)字孿生的關鍵技術 29
2.3.5 數(shù)字孿生技術在航天器設計制造中的優(yōu)勢和挑戰(zhàn) 30
2.4 大型航天金屬件3D打印技術 31
2.4.1 3D打印技術的概念和基本原理 32
2.4.2 大型航天金屬件3D打印技術的工藝和方法 33
2.4.3 3D打印技術的應用 35
2.4.4 3D打印技術在大型航天金屬件制造中的優(yōu)勢和挑戰(zhàn) 35
2.5 大型空間結構智能在軌裝配技術 36
2.5.1 在軌裝配技術的基本概念 36
2.5.2 在軌裝配技術的構建方法 37
2.5.3 在軌裝配的關鍵技術 37
2.5.4 大型空間結構智能在軌裝配技術的優(yōu)勢和挑戰(zhàn) 38
習題 39
參考文獻 39
第3章 智能技術在航天器感知中的應用 41
3.1 彈載目標智能探測識別定位技術 41
3.1.1 彈載目標智能探測識別定位技術的原理和應用 41
3.1.2 彈載目標智能探測識別定位技術的優(yōu)勢和挑戰(zhàn) 47
3.2 火箭智能慣性導航技術 48
3.2.1 火箭智能慣性導航技術的原理 49
3.2.2 火箭智能慣性導航技術的優(yōu)勢和挑戰(zhàn) 50
3.3 衛(wèi)星智能對地遙感技術 52
3.3.1 衛(wèi)星智能對地遙感技術的原理和應用 53
3.3.2 智能技術在遙感應用中的發(fā)展 58
3.4 空間智能態(tài)勢感知技術 60
3.4.1 空間智能態(tài)勢感知技術內涵 60
3.4.2 地基空間智能態(tài)勢感知技術和天基空間智能態(tài)勢感知技術 62
3.4.3 空間智能態(tài)勢感知關鍵技術 62
3.5 行星探測器自主著陸與巡航感知技術 65
3.5.1 自主著陸與巡航感知技術原理與應用 65
3.5.2 著陸區(qū)三維場景構建關鍵技術 67
習題 68
參考文獻 68
第4章 智能技術在航天器決策中的應用 70
4.1 導彈智能導航技術與彈道規(guī)劃技術 70
4.1.1 導彈智能導航技術 70
4.1.2 導彈智能導航技術應用 73
4.1.3 導彈彈道規(guī)劃技術 74
4.1.4 智能彈道優(yōu)化算法 76
4.2 火箭發(fā)射安全智能彈道監(jiān)測技術 77
4.2.1 火箭發(fā)射安全智能彈道監(jiān)測技術的基本原理和方法 79
4.2.2 智能算法應用 83
4.3 衛(wèi)星導航技術與軌道規(guī)劃技術 86
4.3.1 衛(wèi)星導航技術 86
4.3.2 衛(wèi)星智能導航技術應用 89
4.3.3 衛(wèi)星軌道規(guī)劃技術 90
4.3.4 衛(wèi)星智能軌道規(guī)劃技術應用 92
4.4 行星探測器自主定位技術與軌跡規(guī)劃技術 96
4.4.1 行星探測器自主定位技術 96
4.4.2 行星探測器軌跡規(guī)劃技術 100
4.5 飛行器智能博弈決策技術 103
4.5.1 飛行器智能博弈決策基本原理 103
4.5.2 飛行器智能博弈決策關鍵技術 104
習題 106
參考文獻 106
第5章 智能技術在航天器控制中的應用 108
5.1 智能控制系統(tǒng)基本概念 108
5.1.1 智能控制系統(tǒng)概述 108
5.1.2 智能控制系統(tǒng)原理及特點 110
5.1.3 智能控制系統(tǒng)的類型 111
5.2 智能控制在導彈控制系統(tǒng)中的應用 114
5.2.1 導彈控制系統(tǒng) 114
5.2.2 具有PID功能的模糊控制器 114
5.2.3 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡整定的PID控制系統(tǒng) 115
5.2.4 基于遺傳算法的PID整定 115
5.2.5 基于深度強化學習的駕駛儀參數(shù)快速整定方法 116
5.3 運載火箭自適應飛行控制技術 116
5.3.1 運載火箭控制系統(tǒng)的主要組成和功能 116
5.3.2 運載火箭控制技術進展 117
5.3.3 自適應控制技術 117
5.3.4 基于強化學習的姿態(tài)控制律設計 120
5.3.5 基于智能自適應的多執(zhí)行器協(xié)同控制技術 120
5.3.6 基于自適應動態(tài)規(guī)劃的運載火箭容錯控制技術 121
5.4 衛(wèi)星姿軌智能控制技術與應用 121
5.4.1 模糊控制技術的原理及其在衛(wèi)星姿軌智能控制中的應用 122
5.4.2 神經(jīng)網(wǎng)絡控制技術的原理及其在衛(wèi)星姿軌智能控制中的應用 124
5.4.3 基于模型的深度強化學習控制技術的原理及其在衛(wèi)星姿軌智能控制中的應用 125
5.4.4 基于粒子群優(yōu)化算法的控制技術的原理及其在衛(wèi)星姿軌智能控制中的應用 127
5.4.5 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡控制技術的原理及其在衛(wèi)星姿軌智能控制中的應用 128
5.5 空間機器人智能抓捕控制技術與應用 129
5.5.1 模糊控制在空間抓捕中的應用 130
5.5.2 神經(jīng)網(wǎng)絡控制在空間抓捕中的應用 130
5.5.3 強化學習的原理及其在空間抓捕中的應用 131
5.5.4 模糊回歸神經(jīng)網(wǎng)絡控制的原理及其在空間抓捕中的應用 132
5.6 多星智能組網(wǎng)編隊技術協(xié)同控制、隊形保持 133
5.6.1 模糊控制在多星智能組網(wǎng)編隊中的應用 134
5.6.2 神經(jīng)網(wǎng)絡在多星智能組網(wǎng)編隊中的應用 134
習題 135
參考文獻 136
第6章 智能技術在航天器健康管理中的應用 138
6.1 航天器智能健康監(jiān)測技術 138
6.1.1 航天器智能健康監(jiān)測技術的基本原理與方法 138
6.1.2 航天器智能健康監(jiān)測的關鍵技術 139
6.1.3 智能健康監(jiān)測技術應用 142
6.2 航天器智能故障診斷技術 146
6.2.1 航天器智能故障診斷技術的基本原理與方法 146
6.2.2 航天器智能故障診斷的關鍵技術 151
6.2.3 智能故障診斷技術應用 153
6.3 空間機器人在軌組裝維修技術 156
6.3.1 空間機器人在軌組裝維修技術的基本原理與方法 157
6.3.2 空間機器人在軌組裝維修的關鍵技術 159
6.3.3 應用前景和發(fā)展趨勢 162
習題 166
參考文獻 166
第7章 智能技術在航天器新型結構中的應用 169
7.1 智能蒙皮 169
7.1.1 智能蒙皮的原理和設計 169
7.1.2 智能蒙皮的關鍵技術 171
7.1.3 智能蒙皮在航天器中的應用和優(yōu)勢 172
7.2 可變形航天器 174
7.2.1 可變形航天器的原理和設計 174
7.2.2 可變形航天器的關鍵技術 175
7.2.3 應用前景和發(fā)展趨勢 177
7.3 變結構航天器 179
7.3.1 變結構航天器的原理和設計 179
7.3.2 變結構航天器的關鍵技術 181
7.3.3 應用前景和發(fā)展趨勢 182
7.4 空間軟體機器人 184
7.4.1 空間軟體機器人的原理和設計 184
7.4.2 空間軟體機器人的驅動類型 189
7.4.3 空間軟體機器人在空間環(huán)境中的應用 193
習題 194
參考文獻 194