《衛星姿態動力學與控制(1)》是一本於1999年9月1日中國宇航出版社出版的圖書。
基本介紹
- 書名：衛星姿態動力學與控制（1）
- 作者：屠善澄
- ISBN：9787801443380
- 類別：一般工業技術
- 頁數：259
- 出版時間：1999-09-01
- 裝幀：精裝
- 開本：32開
內容簡介,圖書目錄,圖書前言,
內容簡介
《衛星姿態動力學與控制》是關於衛星姿態運動規律及其控制技術的專著，全書分4冊。《衛星姿態動力學與控制（1）》是第1分冊，重點闡述衛星姿態運動及其控制的作用和意義，簡介姿態和姿態動力學基礎知識及主要空間環境力矩的數學模型，詳細論述自旋和雙自旋衛星、三軸穩定衛星、重力梯度穩定衛星、帶撓性附屬檔案衛星以及充液衛星的姿態動力學。《衛星姿態動力學與控制（1）》適合於從事衛星姿態控制系統研製的工程技術人員閱讀，也可作為高等院校相關專業師生的參考書。
圖書目錄
第1章 概論
1.1 衛星姿態控制的作用和意義
1.2 衛星姿態控制技術概述
1.2.1 被動控制
1.2.2 半被動姿態穩定和半主動姿態控制
1.2.3 主動姿態控制
1.3 姿態控制系統的設計和實現
1.3.1 概念研究
1.3.2 方案設計
1.3.3 技術設計
1.4 發展與展望
1.4.1 大型衛星平台的動力學和控制
1.4.2 微機電技術的套用
1.4.3 高可靠星上處理器/控制器的發展
1.4.4 衛星平台與有效載荷的姿態和指向複合控制
1.4.5 控制執行機構的發展
1.4.6 姿態敏感器的發展
1.4.7 先進的控制理論和控制技術的發展
參考文獻
第2章 姿態和姿態動力學基礎
2.1 姿態參數及姿態角速度
2.1.1 姿態參數
2.1.2 姿態角速度
2.2 姿態動力學和姿態動力學方程
2.2.1 姿態動力學
2.2.2 姿態動力學方程
2.3 坐標系
2.3.1 慣性坐標系
2.3.2 地心坐標系
2.3.3 星載坐標系
參考文獻
第3章 環境力矩
3.1 重力梯度力矩
3.1.1 一般性質
3.1.2 簡化假設及算式
3.2 氣動力矩
3.2.1 一般性質
3.2.2 簡化假設與基本公式
3.3 太陽輻射力矩
3.3.1 一般性質
3.3.2 簡化假設及基本公式
3.3.3 普通情形
3.4 地磁力矩
參考文獻
第4章 自旋和雙自旋衛星姿態動力學
4.1 剛體自旋和雙自旋衛星姿態動力學
4.1.1 剛體自旋衛星的姿態運動方程
4.1.2 剛體自旋衛星的自由姿態運動
4.1.3 剛體繞主軸旋轉運動的穩定性
4.1.4 對稱自旋衛星在外力矩作用下的姿態運動
4.1.5 陀螺體雙自旋衛星的姿態動力學
4.2 準剛體自旋衛星繞主軸旋轉的穩定性
4.2.1 能匯法
4.2.2 最大軸原理
4.2.3 有管球型章動阻尼器的自旋衛星
4.2.4 關於短粗體和細長體自旋衛星
4.3 章動阻尼（發散）特性
4.3.1 章動角和動能的關係
4.3.2 用能匯法估計章動阻尼時間常數
4.3.3 用經典方法估計章動阻尼時間常數
4.3.4 關於能匯法的註記
4.4 自旋衛星變質量動力學
4.4.1 點火動力學的一般方程
4.4.2 變軌期間自旋衛星的姿態運動
4.5 準剛體雙自旋衛星繞主軸旋轉的穩定性
4.5.1 對稱雙自旋衛星的能匯分析
4.5.2 有平台阻尼器的雙自旋衛星
4.6 雙自旋衛星的搖擺運動
4.6.1 動力學模型
4.6.2 姿態運動分析
4.7 消旋過程中的動力學陷阱
4.7.1 不對稱雙自旋衛星的穩定性
4.7.2 消旋通過等效慣量比為’1的區域
4.7.3 非線性章動共振
4.7.4 最小能量陷阱
參考文獻
第5章 重力梯度穩定衛星姿態動力學
5.1 重力場中剛體的運動
5.1.1 運動微分方程
5.1.2 圓軌道情形的第一積分
5.1.3 平面運動
5.2 運動的穩定性
5.2.1 平衡位置及其穩定性
5.2.2 重力梯度穩定
5.3 伸桿過程動力學分析
5.4 重力場中陀螺體的運動
5.4.1 運動微分方程
5.4.2 約束系統
5.4.3 自由系統和受控系統
參考文獻
第6章 帶撓性附屬檔案衛星姿態動力學
6.1 概述
6.2 簡單的帶撓性附屬檔案衛星動力學
6.3 帶撓性太陽帆板衛星動力學
6.4 計及推進劑消耗的帶撓性太陽帆板衛星動力學
6.4.1 具有固連質點的剛體角動量方程
6.4.2 推進劑對衛星的反作用力和力矩
6.4.3 帶撓性太陽帆板衛星動力學方程
6.5 模態截斷和溢出
參考文獻
第7章 充液衛星姿態動力學
7.1 基本概念和數學描述
7.1.1 太空飛行器內液體的運動
7.1.2 力學模型（建模假設）
7.1.3 基本方程式和邊界條件
7.1.4 關於等效力學模型
7.1.5 全充液腔體動力學的一些重要研究結果
7.2 充液自旋太空飛行器的平衡狀態及其穩定性
7.2.1 純自旋平衡狀態
7.2.2 充液撓性太空飛行器的動勢
7.2.3 魯米揚采夫動勢定理
7.2.4 動勢定理的進一步表述
7.2.5 充液自旋太空飛行器的穩定準則
7.2.6 充液太空飛行器的搖擺運動及其與穩定性的關係
7.2.7 關於充液自旋太空飛行器的不穩定性
7.3 充液自旋太空飛行器的微幅運動
7.3.1 純自旋腔內理想液體自由運動
7.3.2 圓柱腔情形
7.4 細長體太空飛行器的章動發散時間常數
7.4.1 中心軸對稱橢球腔全充液情形分析
7.4.2 章動發散時間常數的數值計算
7.4.3 章動發散時間常數的試驗測定
7.5 有加速度時充液太空飛行器的微幅運動
7.5.1 平衡狀態及微幅運動
7.5.2 固定腔體中理想流體的橫向運動
7.5.3 圓柱腔情形
7.5.4 太空飛行器和液體的耦合運動
7.6 軸對稱貯箱常重力晃動模型的建立
7.6.1 等效力學模型
7.6.2 晃動模型參數的數值計算
7.6.3 常重力晃動試驗
參考文獻
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圖書前言
《衛星姿態動力學與控制》是《飛彈與航天叢書》衛星工程系列中關於衛星姿態運動及控制技術的基礎理論和研究成果的專著，它是中國空間技術研究院北京控制工程研究所眾多工程技術專家多年來從事衛星控制系統研製和工程實踐的經驗總結。本書力圖根據多年來的研究、開發和實踐經驗，以對完成衛星總體任務具有重要套用需求的姿態控制技術為主，闡明人造地球衛星姿態的運動規律及其控制技術的基礎理論和工程實踐。但書中所涉及的大部分內容也適用於更廣義的太空飛行器姿態動力學和控制問題。
衛星的控制包括軌道控制和姿態控制兩個方面。衛星姿態動力學研究衛星繞其質心的轉動運動，而衛星姿態控制主要研究衛星姿態的確定和控制。姿態確定是利用姿態敏感器的測量數據根據姿態確定模型計算衛星相對於某個基準或目標的方位，姿態控制是把衛星姿態保持在給定方向或從原方向機動到另一要求方向的過程，它包括姿態穩定和姿態機動控制。
在軌運行的衛星都承擔特定的空間探測、開發和套用任務，為完成這些套用任務，要求衛星姿態正確地定向在給定的方向上或從原姿態機動到另一指向姿態。典型衛星姿態控制系統由姿態敏感器、控制器、控制執行機構與衛星動力學一起構成閉環控制迴路。高性能衛星姿態控制系統是在姿態動力學、姿態確定和姿態控制建模的基礎上運用經典或現代控制理論和方法實現的。
