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孙俊 、 刘付成 、 王剑颖 、 吴限德 著; 吴燕生 编 / 中国宇航出版社 / 2017-04 / 精装
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航天器姿轨一体化动力学与控制技术/中国航天技术进展丛书
《航天器姿轨一体化动力学与控制技术/中国航天技术进展丛书》一书重点研究了航天器姿轨一体化动力学建模方法、航天器姿轨一体化鲁棒控制方法,以及基于特征测量的航天器相对视觉导航方法。以对偶四元数为数学工具,借助对偶四元数在描述螺旋运动方面的优势,将两航天器或多航天器的相对运动抽象成为螺旋运动,再利用对偶四元数建立的航天器姿态一轨道一体化动力学模型,据此设计出姿轨一体化控制器和相对导航方法,为我国航天器飞行任务的总体分析和设计提供了必要的理论基础。
《航天器姿轨一体化动力学与控制技术/中国航天技术进展丛书》是作者多年理论和工程经验的总结,内容难易程度适中、前沿性与工程指导性好,可供航天领域从事航天器动力学建模、控制和导航的研究生或者工程技术人员参考。
第1章 绪论1.1 背景、目的及意义1.2 对偶四元数的应用现状1.3 航天器运动模型研究现状1.3.1 航天器一般运动的描述方法介绍1.3.2 航天器动力学建模方法研究现状1.4 航天器姿轨一体化建模研究现状1.5 航天器控制方法研究现状1.5.1 相对轨道控制算法1.5.2 姿态控制算法1.5.3 姿轨一体化控制算法1.6 导航方法研究现状1.6.1 基于特征点的位姿确定算法1.6.2 基于特征线的位姿确定算法1.6.3 视觉/惯性组合导航系统1.7 非线性滤波方法研究现状参考文献第2章 航天器姿轨一体化相关理论基础2.1 引言2.2 数学理论基础2.2.1 四元数2.2.2 对偶数2.2.3 对偶四元数2.2.4 四元数与对偶四元数的对数运算2.3 非线性控制理论基础2.3.1 稳定性理论及预备知识2.3.2 滑模变结构控制2.3.3 有限时间控制2.4 小结参考文献第3章 航天器姿轨一体化动力学建模与跟踪控制3.1 引言3.2 常用坐标系定义3.3 对偶质量与对偶动量3.4 航天器姿轨一体化动力学模型3.4.1 单航天器姿轨一体化动力学模型3.4.2 航天器质心相对姿轨一体化动力学模型3.4.3 航天器非质心相对姿轨一体化动力学模型3.5 单航天器姿轨一体化鲁棒跟踪控制3.5.1 线性滑模变结构控制器设计3.5.2 类PD鲁棒控制器设计3.6 数学仿真及结果分析3.7 小结参考文献第4章 航天器姿轨一体化有限时间相对控制方法4.1 引言4.2 终端滑模控制器设计4.2.1 一般终端滑模控制算法4.2.2 自适应终端滑模控制算法4.3 快速滑模控制器4.3.1 航天器类拉格朗日相对运动模型4.3.2 快速滑模控制算法4.3.3 不同滑模面的收敛时间分析4.4 数学仿真及结果分析4.5 小结参考文献第5章 基于偏差对偶四元数的滑模变结构控制5.1 引言5.2 基于偏差对偶四元数的相对姿轨一体化控制5.2.1 控制律设计5.2.2 仿真结果与分析5.3 两种控制算法的比较5.4 小结参考文献第6章 航天器姿轨一体化其他控制方法6.1 引言6.2 姿轨耦合有限时间控制6.2.1 外部干扰和模型不确定性6.2.2 有限时间控制器6.3 姿轨耦合自适应控制6.4 仿真分析6.5 小结参考文献第7章 基于特征测量的航天器相对导航理论基础7.1 引言7.2 坐标系定义7.3 基于多种几何特征的视觉测量模型7.3.1 基于特征点的视觉测量模型7.3.2 基于特征线的视觉测量模型7.3.3 基于特征圆的视觉测量模型7.4 基于特征测量的相对位姿估计算法7.4.1 L-M迭代算法7.4.2 EKF算法7.4.3 UKF算法7.5 数学仿真及结果分析7.5.1 基于单一特征的相对视觉导航7.5.2 基于多种特征的相对视觉导航7.5.3 不同特征配置对估计精度的影响7.6 小结参考文献第8章 基于特征线的单目视觉相对位姿确定算法8.1 引言8.2 相对导航坐标系定义及摄像机模型8.2.1 坐标系定义8.2.2 视觉相机投影模型8.3 基于特征直线的相对位姿确定算法8.3.1 基本原理8.3.2 位姿转移对偶四元数估计8.3.3 估计方程线性化迭代算法8.4 数学仿真及结果分析8.5 小结参考文献第9章 多自然特征信息融合的相对位姿确定算法9.1 引言9.2 相对导航坐标系定义及摄像机模型9.2.1 坐标系定义9.2.2 视觉相机投影模型9.3 多自然特征描述方法9.3.1 特征直线的对偶数描述9.3.2 特征点的对偶数描述9.4 基于特征点的相对位姿确定算法9.4.1 基本原理9.4.2 位姿转移对偶四元数估计9.4.3 估计方程线性化迭代算法9.5 基于特征点、线融合的相对位姿确定算法9.5.1 基本原理9.5.2 点线融合位姿确定迭代算法9.6 数学仿真及结果分析9.6.1 基于特征点的相对位姿参数确定算法验证9.6.2 基于特征点、线融合的相对位姿参数确定算法验证9.7 小结参考文献第10章 基于对偶四元数的相对导航EKF算法10.1 引言10.2 扩展卡尔曼滤波器基本原理10.3 视觉导航扩展卡尔曼滤波算法10.3.1 相对运动状态方程的建立10.3.2 相对运动测量方程的建立10.4 视觉/惯性器件组合导航扩展卡尔曼滤波算法10.4.1 相对运动状态方程的建立10.4.2 相对运动测量方程的建立10.5 数学仿真及结果分析10.5.1 轨迹发生器10.5.2 视觉导航扩展卡尔曼滤波算法仿真条件、结果及分析10.5.3 视觉/惯性器件组合导航仿真条件、结果及分析10.5.4 基于视觉EKF算法与视觉/惯性器件组合导航仿真结果比较10.6 小结参考文献第11章 航天器相对导航鲁棒滤波方法11.1 引言11.2 基于强跟踪滤波的相对导航方法11.2.1 传统强跟踪滤波器11.2.2 改进强跟踪滤波器11.2.3 滤波器稳定性分析11.2.4 数学仿真及结果分析11.3 基于鲁棒无迹卡尔曼滤波的相对导航方法11.3.1 单比例因子鲁棒无迹卡尔曼滤波11.3.2 多比例因子鲁棒无迹卡尔曼滤波11.3.3 数学仿真及结果分析11.4 小结参考文献
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开播时间:09月02日 10:30