卫星控制系统仿真技术PDF电子书下载

1.1 仿真概念与特点 1

第一章 概论 刘良栋 刘慎钊 1

1.2 卫星控制系统仿真的分类和功能 2

1.2.1 数学仿真 3

1.2.2 半物理仿真 4

1.2.3 全物理仿真 8

1.3 系统仿真在卫星控制系统研制过程中的作用 10

1.4 卫星控制系统仿真的可信度 13

1.5 卫星控制系统仿真的新发展 14

2.1 概述 17

第二章 卫星控制技术基础 孙承启 17

2.2 卫星的轨道确定和导航 21

2.3 卫星的轨道控制技术 24

2.3.1 轨道机动 25

2.3.2 轨道修正 26

2.3.3 返回和再入的制导与控制 27

2.3.4 交会和对接 31

2.4 卫星姿态测量的基本概念和姿态测量系统 34

2.4.1 姿态测量和姿态确定 34

2.4.2 姿态敏感器 37

2.4.3 典型的卫星姿态测量系统 45

2.5 卫星的姿态控制技术 47

2.5.1 姿态控制的方式 47

2.5.2 姿态控制执行机构 50

2.6 典型的卫星姿态控制系统 54

2.6.1 双旋稳定系统 54

2.6.2 喷气三轴姿态控制系统 55

2.6.3 动量交换式三轴姿态控制系统 57

2.6.4 全姿态捕获 60

2.6.5 轨道机动期间的姿态稳定 62

2.6.6 太阳帆板和天线指向控制 64

第三章 卫星控制系统数学模型 李铁寿 孙宝祥 69

3.1 概述 69

3.2 卫星动力学模型 69

3.2.1 动力学建模 69

3.2.2 卫星轨道动力学模型 75

3.2.3 卫星姿态动力学模型 89

3.2.4 环境力和力矩数学模型 108

3.3 姿态敏感器的数学模型 116

3.3.1 太阳敏感器 119

3.3.2 地球敏感器 129

3.3.3 恒星敏感器 143

3.3.4 惯性敏感器 152

第四章 卫星仿真中的模型辨识技术 张洪华 吴光裕 160

4.1 概述 160

4.2 卫星数学模型辨识的一些实用方法 161

4.2.1 频域辨识方法 161

4.2.2 时域辨识方法 170

4.3 带有挠性附件卫星的模型辨识 177

4.3.1 系统描述 177

4.3.2 在轨辨识的几个应用 178

4.4 噪声模型的辨识方法 184

4.4.1 数据采集 185

4.4.2 数据预处理 185

4.4.3 模型识别 190

第五章 卫星控制系统数学仿真及计算机辅助设计 胡军 郭树玲 202

5.1 概述 202

5.2 卫星控制系统数学仿真 203

5.2.1 数学仿真原理 203

5.2.2 数学仿真方法 205

5.2.3 采样控制系统仿真 205

5.2.4 卫星控制系统数学模型的特点及几种典型非线性环节 209

5.2.5 数值积分算法 214

5.2.6 稳定性分析与积分步长控制 218

5.3 卫星控制系统的计算机辅助分析与设计 224

5.3.1 控制系统计算机辅助设计有关概念 224

5.3.2 卫星控制系统计算机辅助设计中的模型描述方式 228

5.3.3 卫星控制系统计算机辅助设计的实例 234

5.3.4 卫星控制系统计算机辅助设计软件 239

第六章 卫星控制系统半物理仿真 刘慎钊 241

6.1 概述 241

6.2.1 卫星轨道动力学仿真 242

6.2 动力学仿真 242

6.2.2 卫星姿态动力学仿真 244

6.3 运动学仿真 248

6.3.1 用欧拉角描述的卫星姿态运动仿真 249

6.3.2 用四元数描述的卫星姿态运动仿真 252

6.4 硬件接入回路仿真 253

6.4.1 卫星半物理仿真类型 253

6.4.2 关于速率陀螺接入仿真回路的问题 256

6.4.3 关于地球敏感器接入回路的问题 259

6.4.4 关于太阳敏感器接入回路的问题 261

6.5.1 三轴稳定地球静止轨道卫星控制系统半物理仿真 264

6.5 卫星控制系统半物理仿真实例 264

6.4.6 半物理仿真软件 264

6.4.5 关于加速度计接入回路的问题 264

6.5.2 自旋卫星主动章动阻尼控制系统半物理仿真 269

6.5.3 低轨道三轴稳定卫星控制系统半物理仿真 275

第七章 卫星控制系统全物理仿真 李季苏 280

7.1 概述 280

7.2 卫星控制系统全物理仿真的原理和方法 282

7.3 卫星控制系统全物理仿真的作用 283

7.4.1 单轴气浮台全物理仿真系统 286

7.4 全物理仿真系统的组成、主要设备及技术要求 286

7.4.2 三轴气浮台全物理仿真系统 289

7.5 卫星控制系统全物理仿真试验实例 290

7.5.1 采用飞轮作为执行机构的卫星控制系统全物理仿真 291

7.5.2 挠性结构卫星控制系统全物理仿真研究 295

7.5.3 多体卫星复合控制物理仿真试验技术 298

研究 298

7.5.4 大型航天器单框架控制力矩陀螺系统仿真研究 305

第八章 卫星运动仿真器 伏宝林 于锡武 李季苏 311

8.1 概述 311

8.2.1 伺服转台的分类及机械台体结构 312

8.2 伺服转台 312

8.2.2 机电部件 315

8.2.3 三轴伺服转台控制系统 325

8.3 三轴伺服转台技术指标的测试 330

8.3.1 检测仪器及设备 331

8.3.2 检测方法 332

8.3.3 检测结果和检测周期 348

8.4 气浮台 349

8.4.1 卫星控制系统仿真试验对气浮台的要求 349

8.4.2 单轴气浮台 350

8.4.3 三轴气浮台 355

第九章 目标仿真器 黄明宝 郭玉蛟 黄欣 段晓东 365

9.1 概述 365

9.2 太阳仿真器 367

9.2.1 一般概念 367

9.2.2 真实太阳光辐照特征 368

9.2.3 在试验室内实现太阳仿真 369

9.2.4 仿真试验室太阳仿真器的工作原理、结构及特性 370

9.2.5 太阳仿真器的技术指标及测试 373

9.2.6 用于半物理和全物理仿真试验室的两种太阳仿真器 374

9.3 地球仿真器 375

9.3.1 一般概念 375

9.3.2 作为卫星姿态参考源的地球的特征 377

9.3.3 地球仿真的要求 380

9.3.4 地球仿真的方法 383

9.3.5 适用于高轨道地球敏感器的地球仿真器 385

9.3.6 适用于中低轨道地球敏感器的地球仿真器 391

9.4 星仿真器 395

9.4.1 一般概念 395

9.4.2 作为卫星姿态参考源的恒星特征 396

9.4.3 恒星仿真 399

9.4.4 星仿真器的分类及功能 408

10.1 概述 415

第十章 仿真计算机 张新邦 赵玉清 415

10.1.1 仿真计算机分类 416

10.1.2 仿真计算机性能要求分析 416

10.2 数字仿真计算机组成 417

10.2.1 数字计算机体系结构 417

10.2.2 实时操作系统 421

10.2.3 仿真计算机接口技术 427

10.3 仿真计算机的发展 431

10.3.2 混合计算机 432

10.3.3 全数字仿真计算机 432

10.3.1 模拟计算机 432

10.3.4 现代仿真系统中的计算机新技术 438

10.4 分布交互仿真（DIS） 441

10.4.1 DIS的定义、组成及其技术特点 441

10.4.2 DIS中的关键技术与相关技术 443

10.4.3 高级体系结构（HLA） 446

第十一章 航天器交会对接仿真技术 林来兴 解永春 452

11.1 概述 452

11.2 交会对接敏感器 456

11.2.1 微波交会雷达 456

11.2.2 激光雷达 457

11.2.3 GPS/GLONASS接收机 458

11.2.4 CCD光学成像敏感器 460

11.2.5 接近敏感器（PXS） 461

11.3 交会对接动力学模型 462

11.3.1 坐标系 462

11.3.2 轨道动力学模型 463

11.3.3 姿态动力学模型 464

11.3.4 相对姿态控制和相对位置控制之间的耦合 465

11.4 交会对接半物理仿真 466

11.4.1 交会对接半物理仿真系统的组成和功能 466

11.4.2 典型的交会对接半物理仿真系统 467