第一章 概述 1
1.1 交会对接技术发展概况 1
1.1.1 交会对接概述 1
1.1.2 研究现状 2
1.2 交会对接制导和控制技术 7
1.2.1 主要研究问题 8
1.2.2 主要控制方法 11
1.2.3 现有研究存在的问题 15
1.3 滑模控制在自主交会对接中的应用 16
1.3.1 滑模控制方法简介 17
1.3.2 滑模控制方法在交会对接中的应用 17
1.3.3 滑模控制在交会对接应用中存在的问题 18
1.4 研究方案 19
1.4.1 研究目的和意义 19
1.4.2 空间自主交会对接方案设计 19
第二章 自主交会对接问题的数学描述 22
2.1 常用坐标系 22
2.2 相对动力学方程 24
2.2.1 C-W方程 25
2.2.2 视线动力学方程 27
2.3 相对姿态运动方程 28
2.3.1 C的姿态动力学和运动学方程 28
2.3.2 T的姿态动力学和运动学方程 30
2.3.3 相对姿态运动模型的建立方法 32
2.4 动力系统的数学模型 34
2.5 小结 35
第三章 接近段多模态滑模控制 36
3.1 概述 36
3.2 多模态滑模控制器 37
3.2.1 引言 37
3.2.2 滑模面 37
3.2.3 控制律 40
3.3 接近段节能控制 42
3.3.1 引言 42
3.3.2 节能型MSMC 44
3.3.3 接近段控制器设计 46
3.3.4 仿真 52
3.4 快速非奇异终端滑模控制 56
3.4.1 引言 56
3.4.2 FNTSM 56
3.4.3 仿真 61
3.5 小结 61
第四章 基于多模态滑模控制的空间绕飞 63
4.1 概述 63
4.2 现有研究及存在的问题 64
4.2.1 进入绕飞条件 64
4.2.2 控制直角参数实现绕飞 65
4.2.3 控制视线参数实现绕飞 66
4.3 空间绕飞的轨线形式 66
4.4 大圆绕飞控制实现 69
4.4.1 大圆绕飞过程解耦 70
4.4.2 多模态滑模控制器设计 70
4.4.3 仿真 72
4.5 折线绕飞控制实现 74
4.5.1 折线绕飞次序 76
4.5.2 折线绕飞过程解耦 76
4.5.3 多模态滑模控制器设计 77
4.5.4 仿真 79
4.6 小结 81
第五章 并拢段单向收敛滑模控制 82
5.1 概述 82
5.2 问题提出 83
5.2.1 问题描述 83
5.2.2 原因分析 85
5.3 有界控制下单向收敛滑模控制 87
5.3.1 单向收敛定义 87
5.3.2 单向收敛条件 88
5.3.3 单向收敛区域确定 90
5.3.4 单向收敛滑模控制设计 94
5.4 并拢段单向收敛滑模控制 94
5.4.1 过程解耦 94
5.4.2 并拢段单向收敛滑模控制 95
5.5 减小稳态误差方法 98
5.5.1 方法一 98
5.5.2 方法二 101
5.6 小结 102
第六章 基于多模态滑模控制的位姿协同控制 103
6.1 概述 103
6.2 数学模型 104
6.2.1 姿态运动 105
6.2.2 质心运动 106
6.3 姿态、轨道控制系统的关系 106
6.3.1 姿态、轨道控制系统的配合 106
6.3.2 姿态、轨道控制系统的耦合 107
6.4 位姿协同控制实现 107
6.4.1 位姿协同控制系统 108
6.4.2 控制器设计 109
6.4.3 仿真 111
6.5 姿态控制系统误差对轨道控制系统的影响 113
6.5.1 姿态控制系统存在角度偏差 114
6.5.2 姿态控制系统存在时间延迟 115
6.6 小结 117
结束语 118
参考文献 121