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连续小推力悬浮轨道非线性动力学与控制

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广东广州

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作者徐明,潘晓,和星吉

出版社中国宇航出版社

ISBN9787515919713

出版时间2021-09

装帧精装

开本16开

定价98元

货号1202527950

上书时间2024-08-06

谢岳书店

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商品详情

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商品描述: 目录
章绪论1

1.1选题依据1

1.1.1研究背景1

1.1.2研究意义与目的2

1.2国内外研究现状3

1.2.1连续小推力技术国内外发展和应用概况3

1.2.2悬浮轨道动力学与控制研究现状7

1.2.3悬浮轨道的解析解理论10

1.2.4悬浮轨道编队飞行相关技术问题11

1.3主要研究工作13

第2章连续小推力悬浮轨道动力学模型16

2.1引言16

2.2连续小推力悬浮轨道的哈密顿动力学16

2.3平衡点和Hill区域21

2.3.1平衡点的求解21

2.3.2Hill区域及相关术语24

2.4本章小结27

第3章基于垂直推力的悬浮轨道动力学与控制28

3.1引言28

3.2哈密顿动力学28

3.3双曲型平衡点Lu附近的运动31

3.3.1哈密顿函数的正则化31

3.3.2Lyapunov轨道32

3.3.3Lyapunov轨道的不变流形34

3.4椭圆型平衡点Ls附近的运动35

3.4.1哈密顿函数的正则化35

3.4.2KAM环的存在和边界36

3.4.3Ls附近的周期和拟周期轨道37

3.5颈部区域内的穿越行为39

3.5.1颈部区域运动的线性化39

3.5.2环面的破裂和穿越的发生40

3.5.3Lyapunov轨道的同宿行为41

3.5.4共振穿越43

3.5.5hmaxz的退化情形43

3.5.6大岛屿的扩展情形45

3.6双曲型平衡点的镇定48

3.6.1保哈密顿结构控制在悬浮轨道中的应用48

3.6.2控制器的镇定范围49

3.6.3hmaxz退化情形的镇定51

3.6.4控制器的分配律52

3.7本章小结53

第4章基于倾斜推力的悬浮轨道动力学与控制55

4.1引言55

4.2平衡点附近有界轨道55

4.2.1KAM环破裂前的非共振有界轨道56

4.2.2KAM环破裂后的非共振有界轨道58

4.2.3共振周期轨道58

4.3颈部区域的稳定性与穿越性61

4.3.1Lyapunov轨道及其不变流形61

4.3.2不变流形与穿越区域的关系64

4.3.3穿越与非穿越轨道的可及位置67

4.3.4穿越轨道在内部区域的停留时间68

4.4基于推力俯仰角控制的悬浮轨道转移71

4.4.1KAM环内的轨道转移71

4.4.2KAM环外的轨道转移72

4.5本章小结74

第5章基于速度弱反馈的悬浮轨道动力学与控制76

5.1引言76

5.2受控悬浮轨道动力学76

5.3椭圆型平衡点附近的受控运动78

5.4双曲型平衡点附近的受控运动79

5.4.1Lyapunov轨道79

5.4.2不变流形80

5.5不变流形的同宿性83

5.6弱HSP控制下的穿越和非穿越轨道88

5.6.1轨道特性及其分类88

5.6.2基于（ρ,z）空间Hill区域可达位置的分类法89

5.6.3基于（ρ,ρ）空间庞加莱截面穿越区域的分类法92

5.7基于弱HSP控制的悬浮轨道转移94

5.7.1KAM环内的轨道转移94

5.7.2KAM环外的轨道转移96

5.8本章小结97

第6章连续小推力悬浮轨道的解析解99

6.1引言99

6.2基于虚拟地球的动力学模型99

6.3短周期项摄动104

6.4长期与长周期项摄动108

6.5结果与分析113

6.5.1密切根数数值解与解析解比较113

6.5.2密切根数与悬浮轨道之间的联系116

6.6本章小结121

第7章悬浮轨道的线性相对运动122

7.1引言122

7.2小推力圆形悬浮轨道动力学123

7.2.1小推力圆形悬浮轨道完全动力学模型123

7.2.2小推力圆形悬浮轨道简约动力学模型124

7.3完全动力学模型下的线性相对运动125

7.3.1线性相对运动方程125

7.3.2线性相对运动的基础解系127

7.3.3受控下的离轴平衡点134

7.4简约动力学模型下的线性相对运动135

7.4.1线性相对运动解析解135

7.4.2控制下的有界相对轨道138

7.5悬浮静止轨道的编队飞行142

7.5.1InSAR和Fresnel带透镜任务中的固定相对基线142

7.5.2相控阵天线任务中的重复相对轨迹144

7.6本章小结146

第8章悬浮轨道的非线性编队飞行148

8.1引言148

8.2悬浮轨道非线性动力学148

8.3周期与拟周期悬浮轨道151

8.3.1庞加莱截面与微分修正151

8.3.2穿越时间间隔与角度漂移152

8.4编队飞行的相对有界轨道154

8.4.1类型Ⅰ：周期×周期悬浮轨道154

8.4.2类型Ⅱ：周期×拟周期悬浮轨道155

8.4.3类型Ⅲ：拟周期×拟周期悬浮轨道158

8.4.4相对有界轨道的优化算法160

8.5本章小结162

附录163

参考文献168

内容摘要
本书系统讨论了连续小推力航天器轨道动力学与控制问题，以非开普勒悬浮轨道为研究对象，主要研究内容为：小推力悬浮轨道的非线性动力学与控制，包括悬浮轨道拓扑性、稳定性、穿越行为以及轨道机动策略；悬浮轨道的密切根数解析解；悬浮轨道编队飞行中的相对运动，包括线性解析推导与非线性数值映射。

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