衛(wèi)星控制系統(tǒng)仿真技術(shù)

內(nèi)容概要

　　本書全面介紹了衛(wèi)星控制系統(tǒng)仿真的有關(guān)技術(shù)，內(nèi)容包括概論、衛(wèi)星控制技術(shù)基礎(chǔ)、衛(wèi)星控制系統(tǒng)數(shù)學模型、衛(wèi)星仿真中的模型辨識技術(shù)、衛(wèi)星控制系統(tǒng)數(shù)學仿真及計算機輔助設(shè)計、衛(wèi)星控制系統(tǒng)半物理仿真、衛(wèi)星控制系統(tǒng)全物理仿真、衛(wèi)星運動仿真器、目標仿真器、仿真計算機、航天器交會對接仿真技術(shù)?！　”緯晒氖潞教炱骺刂葡到y(tǒng)設(shè)計及仿真的工程技術(shù)人員閱讀，也可作為高等院校相關(guān)專業(yè)師生的參考書。

書籍目錄

第1章 概論　1.1 仿真概念與特點　1.2 衛(wèi)星控制系統(tǒng)仿真的分類和功能　　1.2.1 數(shù)學仿真　　1.2.2 半物理仿真　　1.2.3 全物理仿真　1.3 系統(tǒng)仿真在衛(wèi)星控制系統(tǒng)研制過程中的作用　1.4 衛(wèi)星控制系統(tǒng)仿真的可信度　1.5 衛(wèi)星控制系統(tǒng)仿真的新發(fā)展　參考文獻第2章 衛(wèi)星控制技術(shù)基礎(chǔ)　2.1 概述　2.2 衛(wèi)星的軌道確定和導航　2.3 衛(wèi)星的軌道控制技術(shù)　　2.3.1 軌道機動　　2.3.2 軌道修正　　2.3.3 返回和再入的制導與控制　　2.3.4 交會和對接　2.4 衛(wèi)星姿態(tài)測量的基本概念和姿態(tài)測量系統(tǒng)　　2.4.1 姿態(tài)測量和姿態(tài)確定　　2.4.2 姿態(tài)敏感器　　2.4.3 典型的衛(wèi)星姿態(tài)測量系統(tǒng)　2.5 衛(wèi)星的姿態(tài)控制技術(shù)　　2.5.1 姿態(tài)控制的方式　　2.5.2 姿態(tài)控制執(zhí)行機構(gòu)　2.6 典型的衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)　　2.6.1 雙旋穩(wěn)定系統(tǒng)　　2.6.2 噴氣三軸姿態(tài)控制系統(tǒng)　　2.6.3 動量交換式三軸姿態(tài)控制系統(tǒng)　　2.6.4 全姿態(tài)捕獲　　2.6.5 軌道機動期間的姿態(tài)穩(wěn)定　　2.6.6 太陽帆板和天線指向控制　參考文獻第3章 衛(wèi)星控制系統(tǒng)數(shù)學模型　3.1 概述　3.2 衛(wèi)星動力學模型　　3.2.1 動力學建?！　?.2.2 衛(wèi)星軌道動力學模型　　3.2.3 衛(wèi)星姿態(tài)動力學模型　　3.2.4 環(huán)境力和力矩數(shù)學模型　3.3 姿態(tài)敏感器的數(shù)學模型　　3.3.1 太陽敏感器　　3.3.2 地球敏感器　　3.3.3 恒星敏感器　　3.3.4 慣性敏感器　參考文獻第4章 衛(wèi)星仿真中的模型辨識技術(shù)　4.1 概述　4.2 衛(wèi)星數(shù)學模型辨識的一些實用方法　　4.2.1 頻域辨識方法　　4.2.2 時域辨識方法　4.3 帶有撓性附件衛(wèi)星的模型辨識　　4.3.1 系統(tǒng)描述　　4.3.2 在軌辨識的幾個應(yīng)用　4.4 噪聲模型的辨識方法　　4.4.1 數(shù)據(jù)采集　　4.4.2 數(shù)據(jù)頇處理　　4.4.3 模型識別　參考文獻第5章 衛(wèi)星控制系統(tǒng)數(shù)學仿真及計算機輔助設(shè)計　5.1 概述　5.2 衛(wèi)星控制系統(tǒng)數(shù)學仿真　　5.2.1 數(shù)學仿真原理　　5.2.2 數(shù)學仿真方法　　5.2.3 采樣控制系統(tǒng)仿真　　5.2.4 衛(wèi)星控制系統(tǒng)數(shù)學模型的特點及幾種典型非線性環(huán)節(jié)　　5.2.5 數(shù)值積分算法　　5.2.6 穩(wěn)定性分析與積分步長控制　5.3 衛(wèi)星控制系統(tǒng)的計算機輔助分析與設(shè)計　　5.3.1 控制系統(tǒng)計算機輔助設(shè)計有關(guān)概念　　5.3.2 衛(wèi)星控制系統(tǒng)計算機輔助設(shè)計中的模型描述方式　　5.3.3 衛(wèi)星控制系統(tǒng)計算機輔助設(shè)計的實例　　5.3.4 衛(wèi)星控制系統(tǒng)計算機輔助設(shè)計軟件　參考文獻第6章 衛(wèi)星控制系統(tǒng)半物理仿真　6.1 概述　6.2 動力學仿真　　6.2.1 衛(wèi)星軌道動力學仿真　　6.2.2 衛(wèi)星姿態(tài)動力學仿真　6.3 運動學仿真　　6.3.1 用歐拉角描述的衛(wèi)星姿態(tài)運動仿真　　6.3.2 用四元數(shù)描述的衛(wèi)星姿態(tài)運動仿真　6.4 硬件接人回路仿真　　6.4.1 衛(wèi)星半物理仿真類型　　6.4.2 關(guān)于速率陀螺接入仿真回路的問題　　6.4.3 關(guān)于地球敏感器接入回路的問題　　6.4.4 關(guān)于太陽敏感器接入回路的問題　　6.4.5 關(guān)于加速度計接入回路的問題　　6.4.6 半物理仿真軟件　6.5 衛(wèi)星控制系統(tǒng)半物理仿真實例　　6.5.1 三軸穩(wěn)定地球靜止軌道衛(wèi)星控制系統(tǒng)半物理仿真　　6.5.2 自旋衛(wèi)星主動章動阻尼控制系統(tǒng)半物理仿真　　6.5.3 低軌道三軸穩(wěn)定衛(wèi)星控制系統(tǒng)半物理仿真　參考文獻第7章 衛(wèi)星控制系統(tǒng)全物理仿真　7.1 概述　7.2 衛(wèi)星控制系統(tǒng)全物理仿真的原理和方法　7.3 衛(wèi)星控制系統(tǒng)全物理仿真的作用　7.4 全物理仿真系統(tǒng)的組成、主要設(shè)備及技術(shù)要求　　7.4.1 單軸氣浮臺全物理仿真系統(tǒng)　　7.4.2 三軸氣浮臺全物理仿真系統(tǒng)　7.5 衛(wèi)星控制系統(tǒng)全物理仿真試驗實例　　7.5.1 采用飛輪作為執(zhí)行機構(gòu)的衛(wèi)星控制系統(tǒng)全物理仿真　　7.5.2 撓性結(jié)構(gòu)衛(wèi)星控制系統(tǒng)全物理仿真研究……第8章 衛(wèi)星運動仿真器第9章 目標仿真器第10章 仿真計算機第11章 航天器交會對待仿真技術(shù)參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：半物理仿真是在仿真的動力學及環(huán)境條件下將部分或全部控制系統(tǒng)硬件接入回路中進行試驗，但部分控制系統(tǒng)和控制對象（衛(wèi)星本體）的動力學仍用數(shù)學模型代替。雖然數(shù)學仿真可以得到衛(wèi)星在各種不同參數(shù)組合和初始條件下的性能結(jié)果，但是半物理仿真仍然是衛(wèi)星研制中一個十分重要的環(huán)節(jié)。這是由于：1）一個實際系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)相當復雜，數(shù)學模型很難精確地概括全部的細節(jié)，有時候某些細節(jié)的局部誤差有可能使系統(tǒng)性能發(fā)生質(zhì)的變化。在這種情況下，數(shù)學仿真雖然取得了滿意的結(jié)果，但在半物理仿真時則有可能發(fā)現(xiàn)其誤差大大超出了設(shè)計的要求或者發(fā)現(xiàn)新的問題。2）某些環(huán)境（如溫度變化）或干擾（如電磁干擾）對部件性能的影響很難建立準確的數(shù)學模型，由此引起系統(tǒng)性能的改變也只能通過試驗發(fā)現(xiàn)。3）研制過程中粗心大意造成的錯誤（如敏感器或執(zhí)行機構(gòu)極性裝反）是不能用數(shù)學仿真發(fā)現(xiàn)的，卻很容易在半物理仿真中發(fā)現(xiàn)并糾正。4）一個已研制出來的復雜衛(wèi)星控制系統(tǒng)在上天之前非常有必要在地面對它做出綜合性能的定量評價。為了實現(xiàn)某種指標，試驗過程中常常對控制系統(tǒng)的硬件或軟件參數(shù)進行局部修改，于是半物理仿真便成為系統(tǒng)性能鑒定和優(yōu)化設(shè)計的一種手段。半物理仿真要求將控制系統(tǒng)的硬件接入回路，需要有一系列仿真設(shè)備的支持。這些設(shè)備主要包括運動仿真器、目標仿真器、仿真計算機、試驗測控設(shè)備和接口等。

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