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在扰动下的航天器姿态与轨道控制:Attitude-Orbit Conjunction

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简介:
《在扰动下的航天器姿态与轨道控制:Attitude-Orbit Conjunction》一书探讨了复杂空间环境中航天器的姿态和轨道协调控制策略,尤其关注外部干扰对系统稳定性的影响及应对措施。 这项工作是关于在剧烈扰动和扭矩下进行姿态和轨道控制的航天器系统控制研究生讲座项目。所有这些项目的控制系统均采用PID(比例-积分-微分)控制器。(线性) 该项目完成了三个模拟实验: 1. 在没有外部干扰的情况下,首先进行了转矩的模拟。 2. 模拟了有扭矩和扰动的情况下的姿态变化。 3. 进行了大扭矩情况下的仿真,并同时考虑了干扰梯度和外部干扰的影响。

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  • 姿Attitude-Orbit Conjunction
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    《在扰动下的航天器姿态与轨道控制:Attitude-Orbit Conjunction》一书探讨了复杂空间环境中航天器的姿态和轨道协调控制策略,尤其关注外部干扰对系统稳定性的影响及应对措施。 这项工作是关于在剧烈扰动和扭矩下进行姿态和轨道控制的航天器系统控制研究生讲座项目。所有这些项目的控制系统均采用PID(比例-积分-微分)控制器。(线性) 该项目完成了三个模拟实验: 1. 在没有外部干扰的情况下,首先进行了转矩的模拟。 2. 模拟了有扭矩和扰动的情况下的姿态变化。 3. 进行了大扭矩情况下的仿真,并同时考虑了干扰梯度和外部干扰的影响。
  • 姿力学
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    《航天器姿态的动力学与控制》一书专注于研究空间飞行器的姿态运动规律及操控技术,涵盖理论建模、分析方法和应用实践等多方面内容。 《航天器的姿态动力学与控制》是由[美] Vladimir A. Chobotov于1992年撰写的经典著作,深入探讨了航天器在太空中的运动规律和控制策略。这本书是航天工程领域的重要参考资料,涵盖了航天器姿态动力学的基本理论、计算方法以及实际应用。 1. **航天器姿态动力学基础**:这部分内容主要讲解航天器在三维空间中的运动特性,包括角速度、角动量和姿态坐标系的选择(如四元数、欧拉角度等)。它还涉及牛顿第二定律在航天器动力学中的应用,以及引力、推力、摩擦力和其他外力对航天器姿态的影响。 2. **陀螺效应与动力学稳定性**:书中详细介绍了陀螺理论,阐述了航天器中陀螺的性质和作用,以及如何利用陀螺效应来稳定航天器的姿态。此外,还讨论了航天器动力学稳定性分析的方法,如Lyapunov稳定性理论。 3. **控制系统设计**:作者探讨了航天器姿态控制系统的各种设计方法,包括PID控制器、滑模控制、自适应控制等,并分析了不同控制策略的优缺点。同时,还讨论了传感器(如星敏感器、太阳敏感器)和执行机构(如飞轮、喷气推力器)在姿态控制中的作用。 4. **数值模拟与仿真**:书中涵盖了解决航天器动力学问题的数值方法,如欧拉法、龙格-库塔法等,以及如何通过计算机仿真来验证控制策略的有效性。 5. **实际应用与案例研究**:作者通过具体的航天任务案例,如地球观测、通信卫星、深空探测器等,展示了姿态动力学与控制理论在实际工程中的应用,让读者能更好地理解和掌握这些理论。 6. **最新发展与未来趋势**:尽管该书出版于1992年,但Chobotov教授可能也触及了当时的技术前沿,如微型航天器的控制、自主导航和自主控制技术等,这些对于理解当今航天技术的发展至关重要。 7. **阅读与学习建议**:对于想深入理解航天器姿态动力学与控制的读者,除了阅读原著外,还应结合实际的航天器数据和现代控制理论进行学习,以提升理论与实践相结合的能力。 《航天器的姿态动力学与控制》为航天工程师、科研人员和学生提供了一套全面的理论框架和实用工具,是理解并解决航天器姿态控制问题的重要读物。通过深入学习,读者可以掌握航天器在复杂太空环境下的运动规律,并设计出更高效、可靠的控制系统。
  • 卫星姿力学
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    《卫星轨道及姿态的动力学与控制》一书专注于研究卫星在太空中的运动规律及其控制系统,涵盖轨道力学、姿态动力学以及相关控制策略,为航天工程提供理论和技术支持。 《卫星姿态动力学与控制》是章仁为老师的一部著作,对于学习航天器知识来说是一本很好的参考书。
  • 卫星姿力学
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    《卫星轨道及姿态的动力学与控制》一书深入探讨了航天器在太空中运行时轨道设计、姿态调整及其动力学机制,为相关领域的研究和工程实践提供了理论和技术支持。 北京航空航天大学出版社出版了章仁为在1998年的著作。
  • 卫星姿力学
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    本书系统介绍了卫星轨道和姿态动力学的基础理论、分析方法以及控制系统设计技术,旨在为航天器工程技术人员提供深入理解和应用指导。 被大家誉为的经典关于卫星轨道姿态动力学与控制的书籍是每位卫星研究者的必备参考书。 本书以空间动力学与控制相结合的方式以及原理与应用相融合的方法,系统地阐述了卫星轨道及姿态的基本理论概念、设计原则和方法。该著作名为《卫星轨道姿态动力学与控制》,由章仁为编著,并于1998年由北京航空航天大学出版社出版。 本书内容涵盖了中低轨道遇感卫星和静止轨道通信卫星的研究,详细介绍了空间动力学与控制相结合的方式以及原理与应用相融合的方法。全书系统地阐述了卫星轨道及姿态的基本理论、设计方法,特别强调了这些方面的重要性及其在实际操作中的运用。 书中主要内容包括: 1. 卫星轨道特性:涵盖物理量描述等基础内容。 2. 特殊轨道的设计原则和实施方式。 3. 轨道摄动分析,阐述其对卫星应用的影响及控制策略。 4. 入轨与保持的工程方法及其在实际操作中的运用。 5. 卫星姿态动力学:基于刚体转动理论的基础知识、运动的动力学分析以及多体系统建模等核心内容。 6. 姿态测定和控制系统的设计,包括角动量交换机理及动量飞轮的应用。 本书旨在为从事空间飞行器设计专业的研究生提供教材,并向卫星研发、运营与应用领域的科技人员提供实用参考。主要研究对象是地球静止轨道通信卫星以及中低轨遇感卫星。此外,书中未涉及月球探测、行星际探索和载人航天领域的内容。 原书《静止卫星的轨道和姿态控制》(1987)受到广泛欢迎,并经过多次修订和完善。在后续版本调整过程中,作者结合空间应用的发展趋势及教学实践需要进行了章节更新与名称修改以更好地契合内容方向。 该书籍从基础理论到高级应用全面覆盖了卫星轨道与姿态控制系统的重要知识领域,是从事相关研究的学者和技术人员的理想参考工具书。
  • 《卫星工程系列:力学册)》
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    本书为《卫星工程系列》丛书之一,详细探讨了航天器轨道动力学及控制的相关理论和实践技术,尤其侧重于复杂任务场景下的应用分析。适合航天工程师及相关科研人员阅读参考。 本书由杨嘉墀主编,吕振铎副主编,于2002年6月首次出版,共361页。该书是卫星工程技术领域的一部专著,全书分为十六章,主要探讨了航天器自然轨道的基础理论、轨道设计和轨道确定以及受控运动时的理论和技术问题。
  • 欠驱相对运姿耦合
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    本研究聚焦于欠驱动航天器在相对运动过程中姿态与轨道之间的相互影响,探讨了有效的姿轨耦合控制策略,以实现系统的稳定性和任务灵活性。 针对欠驱动的非对称航天器设计了六自由度相对运动的姿轨耦合控制器。首先建立了用对偶四元数描述的六自由度相对运动模型;然后基于矩阵广义逆和空控制向量提出了滑模控制器,实现了姿态欠驱动控制的渐近稳定;最后考虑到姿态与轨道之间的相互作用特性,通过高斯伪谱法和非线性规划得到了能量最省的轨迹,并利用滑模变结构控制对该轨迹进行跟踪。仿真结果表明所提出的方法是有效且可行的,并且相比其他方法消耗的能量更少。
  • 姿系统课程讲义
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    本课程讲义深入解析航天器姿态控制系统的基本原理与设计方法,涵盖传感器技术、执行机构及控制系统算法等内容,旨在培养学员在航天工程中的实际应用能力。 本讲义为Word文档,制作精良,并配有详细的目录索引。内容包括绪论、航天器姿态动力学、航天器的姿态确定、自旋稳定航天器姿态控制系统设计以及三轴稳定航天器姿态控制系统设计。
  • Satellite Attitude Dynamics_simulink: 四元数卫星姿力学Simulink应用...
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    本项目利用Simulink平台,探讨四元数在卫星姿态动力学及控制系统设计中的应用,实现姿态精确控制和模拟。 基于四元数的卫星姿态动力学和控制仿真的Simulink示例框图展示了如何利用四元数来描述和模拟卫星的姿态变化及其控制系统。这种仿真方法在航天工程中非常重要,因为它可以有效地帮助工程师理解和优化卫星的姿态稳定性和机动性。通过使用Simulink这样的工具软件,能够进行详细的建模与分析工作,进而设计出更精确的控制算法以确保卫星任务的成功执行。
  • 飞机姿功能-Trajectory And Attitude Plot(MATLAB开发)
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    本工具基于MATLAB开发,提供强大的飞行器轨迹和姿态数据可视化能力。通过Trajectory And Attitude Plot,用户可以轻松分析、展示并深入理解复杂的飞行数据模式。 该函数在同一图中绘制了飞机的中心轨迹和姿态。看图更好理解。在此版本中,图中只有轻便飞机,在2.0版本中将会有更多的模型。如有任何问题,请通过电子邮件与我联系。