模块变形航天器的姿态控制技术

第1章 模块变形航天器姿态运动的数学描述
1．1 引言
1．2 航天器姿态的描述方法
1．2．1 旋转矩阵
1．2．2 欧拉角
1．2．3 欧拉轴／角
1．2．4 姿态四元数
1．2．5 修正罗德里格参数
1．3 姿态运动的构造空间
1．3．1 SO（3）的拓扑结构
1．3．2 李代数so（3）
1．3．3 航天器姿态控制的退绕现象
1．4 模块变形航天器姿态动力学方程
1．4．1 典型的在轨服务操作描述
1．4．2 航天器系统的抽象化处理
1．4．3 系统的角动量
1．4．4 姿态动力学方程推导
1．4．5 质量分布时变效应对稳定性的影响
1．5 姿态跟踪问题的数学模型
1．6 航天器姿态控制研究综述
参考文献
第2章 航天器转动惯量辨识和最优输入设计
2．1 引言
2．2 航天器参数辨识的数学模型
2．3 最优激励轨迹设计
2．3．1 基于法矩阵条件数的性能指标函数
2．3．2 最优输入设计的增广状态模型
2．3．3 模型的求解
2．3．4 最优输入设计算例与结果分析
2．4 DUKF状态-参数估计算法
2．4．1 参数滤波模型和状态滤波模型
2．4．2 参数-状态双重滤波方案的实现
2．5 最优激励下的参数辨识仿真
参考文献
第3章 模块变形航天器姿态自适应控制
3．1 引言
3．2 航天器姿态自适应控制模型
3．2．1 姿态误差动力学和运动学模型
3．2．2 基本假设
3．3 航天器姿态跟踪自适应控制方案设计
3．3．1 平滑投影法
3．3．2 鲁棒逆最优自适应控制原理
3．3．3 基于必然等价性的自适应控制方案设计
3．3．4 基于逆最优自适应的控制方案设计
3．4 闭环系统稳定性分析
3．4．1 无外扰力矩情况下的稳定性分析
3．4．2 有外扰力矩情况下的稳定性分析
3．5 仿真与分析
3．5．1 无外扰力矩情况下的仿真结果
3．5．2 有外扰力矩情况下的仿真结果
参考文献
第4章 模块变形航天器姿态有限时间控制
4．1 引言
4．2 航天器姿态有限时间控制模型
4．3 交增益快速super-twistins算法
4．3．1 变增益super-twistins算法
4．3．2 第一种变增益快速super-twistins算法
4．3．3 第二种变增益快速super-twisting算法
4．3．4 常值参数的取值
4．3．5 变增益的在线调节
4．3．6 仿真与分析
4．4 双幂次组合函数趋近律
4．4．1 收敛特性分析
4．4．2 稳态误差界分析
4．4．3 仿真与分析
4．5 有限时间姿态跟踪控制方案设计
4．5．1 有限时间收敛滑模面设计
4．5．2 基于super-twisting算法的二阶滑模控制方案设计
4．5．3 基于趋近律和微分观测器的控制方案设计
4．6 闭环系统稳定性分析
4．7 仿真与分析
4．7．1 基于super-twisting二阶滑模的控制方案仿真
4．7．2 基于趋近律和微分观测器的控制方案仿真
参考文献
第5章 考虑执行器饱和的模块变形航天器姿态控制
5．1 引言
5．2 考虑执行器饱和的姿态控制模型
5．3 基于扩张状态观测器的控制方案设计
5．3．1 反步法设计
5．3．2 扩张状态观测器
5．3．3 非线性阻尼设计
5．4 闭环系统稳定性分析
5．5 仿真分析
5．5．1 无执行机构饱和情况下的仿真
5．5．2 执行机构饱和情况下的仿真
参考文献
第6章 总结与展望
6．1 本书总结
6．2 本书的主要贡献
6．3 问题展望
附录A 控制理论相关概念
附录B 第2章相关滤波算法和迭代算法