深空探測太空船的導引控制技術

第1章 緒論
1.1 基本概念
1.1.1 導引、導航與控制
1.1.2 深空探測
1.2 深空探測典型任務中的導引控制技術
1.2.1 月球探測中的導引控制技術
1.2.2 火星探測中的導引控制技術
1.3 本書的主要內容
參考文獻

第2章 天體力學基礎
2.1 參考座標系及座標變換
2.1.1 參考曆元系的定義
2.1.2 座標系之間的變換
2.2 時間系統
2.2.1 時間系統的定義
2.2.2 儒略日的定義及轉換
2.3 太空船動力學模型
2.3.1 中心體引力及形狀攝動勢函數
2.3.2 其他攝動模型
2.4 小結
參考文獻

第3章 最佳控制基礎
3.1 最佳控制問題的提出
3.2 變分法
3.2.1 終端時刻tf給定
3.2.2 終端時刻tf自由
3.3 極小值原理
3.4 最佳控制的應用
3.4.1 最佳控制的應用類型
3.4.2 應用實例
3.5 小結
參考文獻

第4章 星際轉移和捕獲中的導引和控制技術
4.1 軌道動力學
4.1.1 轉移段
4.1.2 接近和捕獲段
4.2 轉移段導引控制方法
4.2.1 基於B平面的脈衝式軌道修正方法
4.2.2 連續推力軌道控制方法
4.2.3 推力在軌標定技術
4.3 接近和捕獲過程的導引控制方法
4.3.1 B平面導引方法
4.3.2 自主軌道規劃方法
4.3.3 氣動捕獲技術
4.4 應用實例
4.4.1 轉移段軌道修正
4.4.2 接近段自主軌道規劃
4.5 小結
參考文獻

第5章 月球軟登陸的導引和控制
5.1 月球軟登陸任務特點分析 865.
5.2 月球登陸動力學
5.2.1 座標系統
5.2.2 引力場和重力場
5.2.3 動力學方程
5.3 不含燃料約束的導引方法
5.3.1 重力轉彎閉環追蹤導引
5.3.2 多項式導引 
5.4 燃料最佳導引方法 
5.4.1 軟登陸的最佳導引問題 
5.4.2 標稱軌跡法 
5.4.3 重力轉彎最佳導引方法 
5.4.4 顯式導引方法 
5.5 定點登陸的最佳導引方法 
5.5.1 定點登陸的最佳控制問題 
5.5.2 基於顯式導引的定點登陸導引 
5.6 應用實例 
5.7 小結 
參考文獻 

第6 章 火星進入過程的導引和控制技術 
6.1 火星進入任務特點分析 
6.1.1 火星進入環境特性分析 
6.1.2 火星進入艙氣動力學特性分析 
6.1.3 火星進入導引方法特點分析 
6.2 基於標稱軌跡設計的解析預測校正導引方法 
6.2.1 標稱軌跡設計 
6.2.2 解析預測校正導引方法 
6.2.3 航向校正導引方法 
6.2.4 應用實例 
6.3 基於阻力剖面追蹤的魯棒導引方法
6.3.1 考慮不確定性的二階阻力動力學模型
6.3.2 阻力剖面追蹤魯棒導引方法
6.3.3 改進魯棒導引方法
6.3.4 應用實例
6.4 小結
參考文獻

第7章 高速返回地球重返過程的導引和控制技術
7.1 高速返回重返動力學模型 
7.1.1 座標系的建立 
7.1.2 座標系間的轉換矩陣 
7.1.3 矢量形式的動力學方程 
7.1.4 在半速度座標系建立質心動力學方程 
7.2 高速返回重返任務特點和軌跡特性分析 
7.2.1 高速重返任務特點 
7.2.2 高速重返軌跡特點與分段 
7.2.3 高速重返軌跡各段的動力學特點 
7.2.4 高速重返的彈道特性與重返走廊分析 
7.2.5 參數偏差對高速重返過程量和登陸精度的影響 
7.3 標準軌道重返導引方法 
7.3.1 標準軌道導引方法概述 
7.3.2 標稱軌道導引方法跳躍式重返問題分析 
7.3.3 基於Gauss偽譜法的參考軌跡優化設計 
7.3.4 基於數值預測校正方法的參考軌跡線上設計 
7.3.5 基於非線性預測控制方法的軌跡追蹤演算法設計 
7.4 預測校正重返導引方法 
7.4.1 預測校正導引方法概述 
7.4.2 預測校正導引方法過載抑制問題分析 
7.4.3 克卜勒段過載抑制演算法 
7.4.4 融合導引演算法 
7.4.5 應用實例 
7.5 小結 
參考文獻 

第8章 導引控制技術的地面驗證 
8.1 登陸避障試驗 
8.1.1 懸吊試驗——「LLRF」 
8.1.2 自由飛試驗 ——「睡神」 
8.2 重返返回試驗 
8.2.1「 嫦娥-5飛行試驗器」簡介 
8.2.2 器艙組合介紹 
8.2.3 試驗飛行過程 
8.3 小結 
參考文獻 

第9章 深空探測太空船導引控制技術發展展望 
參考文獻