三民網路書店 中國圖書館分類法 / 航空、航天 / 航天（宇宙航行） / 航天器制導與控制

針對航天器在軌服務體系建設與技術發展需求,本書系統總結了以地球同步軌道衛星為代表的高軌高價值航天器在軌服務任務規劃與控制技術相關研究成果,介紹了航天器軌道姿態和空間機械臂動力學基礎與建模,並以此為基礎重點闡述了航天器在軌服務任務建模與序列規劃、空間失穩

本書圍繞航天器姿態控制系統的設計和數值仿真實踐, 重點分析了航天器動力學、運動學的建模思路, 給出了姿態控制系統設計方法, 介紹了常用的姿態敏感器及姿態確定方法, 詳細講解了姿態控制執行機構的特點及數學模型, 提供了每個模塊的MATLAB仿真源代碼及GUI界面設計方法, 同時將控制系統穩定性判定、控制系統性能分析等控制理論知識有機融合到姿態控制系統設計流程中。

本書以航天器近距離操作任務為主要研究背景，深入研究了橢圓軌道近距離相對導航與姿軌一體化控制方法，以參數估計理論、非線性濾波理論、對偶代數理論、高斯偽譜法為理論基礎，對基於單目視覺的非合作相對位姿確定方法、基於狀態估計的近距離相對導航方法、基於對偶代數的航天器姿軌一體化控制方法、空間高精度姿態機動控制技術等做了全面系統的論述。

本書系統地總結了作者在複雜航天器姿態控制領域的先進技術成果和工程試驗經驗。全書內容共分為12章，介紹了複雜航天器的物理運動參考系統、剛柔耦合部件的數學模型、姿態確定方法和多種姿態控制先進算法技術。具體算法技術涉及多角度機動控制、柔性振動抑制、機動路徑規劃、奇異攝動分析和變參數控制應用等方面。全書重點論述了複雜航天器先進姿態控制所需要的一系列高精度姿態確定方法和高精度、高穩定度、快速機動姿態控制方法。 本書主要面向航天器制導導航與控制系統設計人員和從事複雜運動體控制理論與控制工程研究的科技人員，同時也可供航天器設計、自動化控制等相關專業的高校研究生閱讀參考。

第一章主要介紹了航天器制導理論的基本內涵、基本分類、重要意義等內容；第二章是最優控制與數值優化基礎，主要介紹了最優控制問題、直接法/間接法等數值優化方法及其仿真實現，作為後續章節的基礎；第三章介紹了人工智能與機器學習基礎，主要包括人工智能與機器學習的基本概念及神經網絡模型等內容，作為後續航天器智能制導方法的基礎；第四章至第六章主要介紹了火箭主動段攝動制導、迭代制導及數值優化閉環制導；第七章和第八章為空間飛行器制導，其中第七章為近地軌道飛行器機動制導，第八章具體介紹了深空探測飛行器的中途修正制導、月面軟著陸制導、小行星繞飛跟蹤制導；第九章介紹了航天器再入制導的基本概念、方法及一級火箭垂直回收制導原理；第十章以基於神經網絡模型控制的月面軟著陸制導為例，介紹航天器智能制導的基本原理與基本過程。

陳小前白玉鑄趙勇陳致鈞著北京空間非合作目標安全接近控制是航天器在軌服務任務的基礎技術。《空間非合作目標安全接近控制技術》考慮空間非合作目標的翻滾運動、複雜外形、不確定條件等影響因素，研究了目標外形表徵、近距離相對運動建模、可達域構建與碰撞風險評估等問題，提出了多種複雜條件下的非合作目標安全接近控制方法，並結合地面實驗系統和在軌飛行實驗對相關方法進行了驗證。《空間非合作目標安全接近控制技術》系統闡述了作者團隊持續十餘年的研究成果，可為我國開展複雜條件下的在軌服務任務提供理論支撐。

本書以日-地系統/地-月系統平動點軌道及其不變流形為研究對象, 系統地論述了低能量轉移軌道設計原理和方法。首先系統介紹了三體問題、平動點軌道動力學理論的基本內涵和核心數學原理, 並系統回顧相關理論的發展歷程; 然後充分探討了流形拼接和借力飛行兩種關鍵技術的動力學機理。最後, 詳細介紹了三種依託平動點的軌道設計方法--日地系平動點軌道多約束轉移設計方法、地月系平動點軌道借力轉移方法、平動點軌道間低能量轉移方法, 並提供了所述方法對應的典型應用案例。

《空間非合作目標柔順抓捕隔振技術》介紹了空間非合作目標柔順抓捕的隔振技術，主要圍繞仿生隔振系統以及仿生Stewart隔振平臺的主被動隔振性能進行研究與分析。從結構上可以分為三部分： 第一部分為第1章，主要介紹了針對空間非合作目標柔順抓捕的研究背景及意義，並結合國內外相關文獻對隔振方法進行了綜述；第二部分為第2～4章，圍繞單向仿生隔振系統的設計與性能分析、主動隔振、仿生抗衝擊機械臂系統的理論與實驗等開展研究；第三部分為第5章和第6章，主要介紹多自由度隔振系統的構型設計、主被動隔振性能研究等。

本書分享了一系列關於在軌服務(On-Orbit Servicing，OOS)的新的、多樣化見解，並從政治、法律、經濟和安全的角度考察了其影響。在軌服務發展迅速，既帶來了挑戰，也帶來了機遇，例如在軌維修、加注、翻新航天器和服務衛星，這些工作在延長衛星生命週期方面可以發揮關鍵作用，也是在空間碎片減緩方面將邁出的有價值的下一步。 與此同時，在軌服務的實施也帶來許多法律問題，包括:需要防止以在軌服務為藉口的敵對行動;政府和非政府在軌服務經營者的區別;重新加工和回收的空間物體的法律地位;在軌道上,即在國際公域執行操作的控制問題;在軌道上製造的物體的法律地位與適用的法律，包括責任和登記;以及對保險法和風險管理的影響。最後，本書研究了在軌服務對南半球新興空間行為者的影響，並建議進行範例轉換，以幫助發展中國家充分認識到參與在軌服務討論的必要性和緊迫性，而不是把它交由航天大國。本書將引起航天及相關領域的從業人員、學者和學生的極大興趣。

本書分析航天器複雜模型特點的基礎上，重點對影響航天器安全飛行的控制問題進行研究。全書以當前國內外在該領域的最新研究成果為背景，提煉其中的關鍵科學問題，包括複雜航天器姿態穩定控制、姿態機動軌跡優化與穩定跟蹤控制、故障診斷與容錯控制，微小衛星編隊構型優化及姿態同步控制等。

探測地外天體對人類的持續生存和不斷向地球以外的空間擴展有著重要的現實意義。人類已經渡過了深空探測的初級階段，正在向中級階段邁進。對地外天體的探測方式也從飛越、交會、繞飛發展到著陸、巡視與採樣返回。在地外天體著陸是實現對地外天體近距離觀測、研究以及資源開發利用的關鍵，同時也是獲取具有更大科學價值信息的重要途徑。 本書圍繞地外天體著陸的特殊環境與約束問題，從天體模型、引力場表徵、星表特徵提取、著陸位姿確定、著陸軌跡規劃等多個方面，系統地介紹著陸自主光學導航與制導的基礎理論與技術方法，包括基於圖像信息的天體建模方法、天體引力場快速預測方法、著陸星表特徵提取與處理方法、著陸自主位姿確定方法、安全著陸軌跡規劃與制導方法，並通過以實際著陸探測任務為背景，結合著陸過程的不同階段與不同外界條件，給出了綜合導航制導與控制系統典型設計案例。書中既包括地外天體著陸自主導航與制導的基礎理論，又含有新穎的自主光學導航與制導系統設計思想與實用方法。本書可供從事深空探測相關工作的研究人員和科技工作者閱讀，也可作為高等院校相關專業的教學參考書。

在軌服務作為確保各航天器在太空環境持久、穩定運行的重要手段，是航天科技領域的重要發展方向。為進一步滿足任務規劃貫穿在軌服務全過程實際需求，更好地處理這樣一類持續週期長、情況類型不均的任務規劃問題，本書結合在軌服務技術發展和突出風險處置需要，探索人工智

本書以多年預先研究和工程型號研製成果為基礎，重點論述了敏捷航天器姿態機動控制和穩健性設計的方法與技術。以航天器快速姿態機動、快速穩定及穩健運行為目標，給出姿態機動所需的軌跡規劃方法、控制力矩陀螺操縱律設計、姿態機動控制方法與應用實例，並針對敏捷航天器的特點，給出穩健控制所需的故障診斷及處置體系、系統安全性設計方法與應用等內容。

航天器飛行控制任務涉及航天系統工程的各個組成部分，也貫穿航天器自發射入軌至返回離軌的全壽命階段。本書從系統工程的角度出發，緊密結合航天器飛行控制全過程，圍繞航天器發射入軌、早期軌道、在軌運行及返回離軌等幾個階段，對航天器飛行控制任務實施過程中涉及的概念及基本原理進行較為系統全面的闡述。內容既涉及相關基礎理論知識，也涵蓋工程應用過程中的原理性闡述，注重理論與工程實際相結合，可作為從事航天器飛行控制任務相關工程技術人員的基礎教材。

該專著總結了航天飛行動力學技術國家級重點實驗室在空間在軌服務領域近十年的工作成果。針對空間在軌故障航天器、失效衛星、空間碎片等空間非合作目標的在軌操控進行了系統的研究和論述。將空間非合作目標操控相關的核心技術，包括目標參數識別、目標消旋、逼近交會對接控制、外包絡抓捕以及地面實驗等內容進行了深度剖析。專著可對相關領域的高校科研人員、碩士博士研究生及相關科研院所工程人員作為參考書。

《制導與控制原理》詳細介紹航天飛行器控制系統原理，包括飛行器運動描述的基礎知識、飛行器動力學模型、飛行器彈道模型、導航原理、制導原理、姿態控制原理和控制系統硬件。全書從基本的坐標系轉換和動力學原理出發，由淺入深地、有針對性地對基礎原理進行詳細推導，並結合實際工程應用背景對近年出現的新技術進行介紹，幫助學生順利地從已經掌握的理論力學和自動控制原理等基礎課過渡到專業課的學習中。 《制導與控制原理》可作為於航天導航制導與控制專業及相關專業的本科生教材，也可作為跨專業研究生了解航天器控制系統的入門教材。

本書首先介紹了人造地球衛星的軌道及運動規律，在深入分析二體問題的基礎上，通過詳細的理論推導，建立了衛星運行的攝動運動方程，並研究了攝動運動方程的一階分析解；然後，系統探討了衛星運動理論的應用，對滿足各種任務要求的衛星軌道和發射段彈道設計提出瞭解決方案，並介紹了衛星組網常用構型和編隊飛行問題；最後，分別介紹了衝量假設和有限推力情況下，為完成特定任務，衛星軌道所發生的有意改變。

本書重點闡述了與航天器熱控制相關的空間環境、設計、分析、試驗方法以及針對熱量吸收、傳輸、排散環節進行調控的常用熱控制技術，給出了典型的技術應用案例，並對相關新技術進行了展望。 本書主要供從事航天器熱控制研究、設計的工程技術人員參考，亦可作為高等院校航天器熱控制專業的教學參考書。