第1章 緒論 1.1 航天器簡(jiǎn)介 1.1.1 航天技術(shù)發(fā)展歷史 1.1.2 航天器動(dòng)力學(xué)概述 1.1.3 航天器控制概述 1.2 矢量基礎(chǔ)知識(shí) 1.2.1 物理矢量 1.2.2 矢量運(yùn)算 1.2.3 矢陣的概念 1.2.4 基于矢陣的向量運(yùn)算 第2章 航天器的軌道動(dòng)力學(xué) 2.1 航天器軌道的描述 2.1.1 時(shí)間系統(tǒng)與空間坐標(biāo)系 2.1.2 狀態(tài)向量與軌道根數(shù) 2.1.3 航天器軌道的星下點(diǎn)軌跡 2.2 航天器軌道的二體問(wèn)題 2.2.1 二體軌道的動(dòng)力學(xué)方程與積分常量 2.2.2 航天器軌道的各種類型與特征 2.3 航天器軌道的攝動(dòng) 2.3.1 航天器軌道的攝動(dòng)方程 2.3.2 地球非球形引力攝動(dòng) 2.3.3 第三體引力攝動(dòng)” 2.3.4 太陽(yáng)光壓攝動(dòng) 2.3.5 大氣阻力攝動(dòng) 2.3.6 其他攝動(dòng) 2.4 特殊軌道 2.4.1 太陽(yáng)同步軌道 2.4.2 臨界和凍結(jié)軌道 2.4.3 回歸軌道 2.4.4 地球同步軌道 思考題 程序及示例 航天趣聞——抓住春分 第3章 航天器姿態(tài)動(dòng)力學(xué) 3.1 常用空間參考坐標(biāo)系 3.2 坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換 3.2.1 歐拉角式 3.2.2 方向余弦式 3.2.3 歐拉軸／角參數(shù)式 3.2.4 歐拉四元數(shù)式 3.3 姿態(tài)運(yùn)動(dòng)學(xué) 3.4 姿態(tài)動(dòng)力學(xué) 3.4.1 剛體的動(dòng)量矩 3.4.2 剛體的動(dòng)量矩定理 3.5 空間環(huán)境力矩 3.5.1 重力梯度力矩 3.5.2 大氣阻力力矩 3.5.3 太陽(yáng)光壓力矩 5.4 地磁力矩 思考題 程序及示例 程序代碼 仿真結(jié)果 航天趣聞——空間站姿態(tài)控制“神器” 第4章 航天器姿態(tài)的確定 4.1 航天器姿態(tài)敏感器 4.1.1 太陽(yáng)敏感器 4.1.2 紅外地平儀 4.1.3 星敏感器 4.1.4 磁強(qiáng)計(jì) 4.1.5 陀螺 4.2 航天器姿態(tài)的參考測(cè)量 4.2.1 太陽(yáng)方向的測(cè)量 4.2.2 天底方向的測(cè)量 4.2.3 星光方向的測(cè)量 4.2.4 地磁場(chǎng)方向的測(cè)量 4.3 自旋航天器的姿態(tài)確定 4.3.1 姿態(tài)確定的幾何方式 4.3.2 姿態(tài)確定的太陽(yáng)一地球方式 4.3.3 姿態(tài)確定的狀態(tài)估計(jì)方式 4.4 三軸穩(wěn)定航天器的姿態(tài)確定 4.4.1 姿態(tài)確定的雙矢量方式 4.4.2 姿態(tài)確定的多矢量方式 4.4.3 姿態(tài)確定的狀態(tài)估計(jì)方式 思考題 程序 航天趣聞——傅科擺 第5章 被動(dòng)姿態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng) 5.1 剛體自旋衛(wèi)星被動(dòng)姿態(tài)穩(wěn)定系統(tǒng) 5.1.1 軸對(duì)稱剛體的自由運(yùn)動(dòng) 5.1.2 非軸對(duì)稱剛體的自由運(yùn)動(dòng) 5.1.3 能量橢球、動(dòng)量矩橢球和極跡線 5.1.4 旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定條件 5.1.5 能量耗散效應(yīng) 5.2 雙自旋剛體衛(wèi)星被動(dòng)姿態(tài)穩(wěn)定系統(tǒng) 5.2.1 雙自旋衛(wèi)星姿態(tài)動(dòng)力學(xué) 5.2.2 雙自旋剛體衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性 5.2.3 被動(dòng)章動(dòng)阻尼 5.3 重力梯度被動(dòng)姿態(tài)穩(wěn)定系統(tǒng) 5.3.1 重力梯度穩(wěn)定系統(tǒng) 5.3.2 天平動(dòng)阻尼 思考題 程序 航天趣聞——“探險(xiǎn)者一號(hào)”事件與*大軸原則 第6章 主動(dòng)姿態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng) 6.1 航天器姿態(tài)控制系統(tǒng) 6.1.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 6.1.2 控制器 6.1.3 姿態(tài)控制系統(tǒng)的分類 6.2 基于噴氣推力器的姿態(tài)控制系統(tǒng) 6.2.1 自旋航天器噴氣姿態(tài)控制 6.2.2 三軸穩(wěn)定航天器噴氣姿態(tài)控制 6.3 基于角動(dòng)量管理裝置的三軸姿態(tài)控制系統(tǒng) 6.3.2 偏置動(dòng)量控制 思考題 程序 航天趣聞——“太空之吻” 第7章 復(fù)雜航天器的姿態(tài)控制 7.1 撓性航天器的姿態(tài)動(dòng)力學(xué)與控制 7.1.1 撓性航天器姿態(tài)動(dòng)力學(xué)建模 7.1.2 撓性航天器簡(jiǎn)化模型 7.1.3 控制模型與回路設(shè)計(jì)分析 7.2 充液航天器的姿態(tài)動(dòng)力學(xué)與控制 7.2.1 充液航天器姿態(tài)動(dòng)力學(xué)建模 7.2.2 充液航天器控制復(fù)雜性分析 7.2.3 充液航天器著陸過(guò)程的姿態(tài)控制 思考題 航天趣聞——“問(wèn)天”實(shí)驗(yàn)艙 第8章 新時(shí)代航天器飛行動(dòng)力學(xué)與控制的發(fā)展 8.1 巨型星座衛(wèi)星 8.1.1 星座概念 8.1.2 低軌巨型星座的發(fā)展 8.2 航天器壽命末期離軌 8.2.1 壽命末期離軌的必要性 8.2.2 壽命末期離軌的類型 8.2.3 離軌裝置的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 8.3 在軌組裝 8.3.1 空間太陽(yáng)能電站在軌裝配 8.3.2 大口徑天線在軌組裝 8.3.3 空間大型光學(xué)載荷在軌裝配 8.4 中國(guó)空間站 8.4.1 歷史沿革 8.4.2 系統(tǒng)組成 8.4.3 技術(shù)創(chuàng)新與文明進(jìn)步 8.5 星際航行 8.5.1 月球探測(cè) 8.5.2 火星探測(cè) 8.5.3 小行星探測(cè) 8.5.4 近地小行星防御 8.5.5 深空探測(cè)發(fā)展重點(diǎn)及趨勢(shì) 8.6 智能技術(shù) 8.6.1 智能自主控制技術(shù) 8.6.2 航天器健康管理技術(shù) 8.6.3 故障診斷技術(shù) 思考題 主要參考文獻(xiàn)