航天器姿態控制系統設計與實踐 張堯 盛超 9787576322750 【台灣高等教育出版社】

內容簡介
《航天器姿態控制系統設計與實踐》圍繞航天器姿態控制系統的設計和數值模擬實踐，重點分析了航天器動力學、運動學的建模思路，給出了姿態控制系統設計方法，介紹了常用的姿態敏感器及姿態確定方法，詳細講解了姿態控制執行機構的特點及數學模型，提供了每個模塊的MATLAB模擬源代碼及GUI界面設計方法，同時將控制系統穩定性判定、控制系統性能分析等控制理論知識有機融合到姿態控制系統設計流程中。
通過對《航天器姿態控制系統設計與實踐》的學習，讀者能提高關於航天器姿態控制的理論知識，更能增強其編程能力，進而快速有效地掌握航天器姿態控制系統設計與實踐的相關專業知識。此外，讀者可參考完整的設計流程和模擬源代碼，自行設計其他控制系統進行數值模擬驗證。
《航天器姿態控制系統設計與實踐》既可作為航空、宇航相關課程的參考教材，也可供有解決航天器姿態控制相關問題需求的讀者自學。

目錄
第1章 MATLAB基礎操作及航天器控制基本概念
1 1 MATLAB基本語法與程序編寫
1 1 1 MATLAB的基本操作
1 1 2 MATLAB的數值運算與符號運算
1 1 3 MATIAB語言的程序設計
1 1 4 MATLAB語言的繪圖基礎
1 2 Simulink基本建模流程
1 2 1 常用模塊庫
1 2 2 連續系統模塊庫
1 2 3 非連續系統模塊庫
1 2 4 其他模塊庫
1 2 5 子系統及封裝技術
1 3 MATLAB-GUI界面的編製流程
1 3 1 圖形對象及其句柄
1 3 2 預定義對話框
1 3 3 採用GUIDE建立GUI
1 4 航天器控制基本概念
1 4 1 常用參考坐標系
1 4 2 矢量及其表達
1 4 3 反對稱矩陣
1 4 4 坐標轉換矩陣
1 4 5 與航天器姿態相關的坐標轉換矩陣
1 4 6 姿態控制迴路
1 4 7 軌道要素
參考文獻
第2章 姿態運動學與動力學建模
2 1 航天器姿態運動學方程
2 2 動量矩定理
2 3 航天器姿態動力學方程
2 4 航天器所受環境力矩的建模與分析
2 4 1 重力梯度力矩
2 4 2 氣動力矩
2 4 3 太陽光壓力矩
2 4 4 地磁力矩
2 5 MATLAB模擬設計
2 6 Simulink模擬設計
2 7 MATLABGUI界面設計
參考文獻
第3章 航天器姿態控制器設計及模擬分析
3 1 航天器姿態控制簡介
3 1 1 姿態控制任務
3 1 2 姿態控制分類
3 1 3 剛體航天器姿態控制方法
3 2 PID控制器及MATLAB實現
3 2 1 PID控制器的介紹
3 2 2 PID姿態控制器的設計
3 2 3 MATLAB環境下實現PID姿態穩定控制
3 2 4 Simulink方式實現PID姿態穩定控制
3 3 滑模控制器及MATLAB實現
3 3 1 滑模控制器的介紹
3 3 2 滑模姿態控制器的設計
3 3 3 MATLAB環境下實現滑模姿態控制器
3 3 4 Simulink方式實現滑模姿態穩定控制
3 4 基於MATLAB-GUI界面的姿態控制器設計與模擬
參考文獻
第4章 航天器姿態確定技術及編程實踐
第5章 姿態控制執行機構的原理及模擬

前言/序言
隨著航天技術的不斷發展與航天任務的不斷深化，航天器在資源勘測、導航通信、深空探測、在軌服務等領域起到了十分關鍵的作用。設計合適的姿態控制系統是航天器完成預定任務的關鍵前提，姿態控制的能力直接決定著航天器執行空間任務的品質。因此，一直以來長期發展航天技術的國家均十分注重對航天器姿態控制系統的設計與發展，更注重對航天人才的培養。國內外各相關高校均開設了與航天器姿態控制相關的課程，並編寫了多種知識體系豐富的教材供科研學者參考。
筆者長期從事航天器姿態動力學與控制方面的研究，從2012年起在北京理工大學宇航學院負責「自動控制原理」課程的教學工作，在多年的教學過程中發現，學生很難將「自動控制原理」與「現代控制理論」課程中對控制系統的性能分析、校正方法、理論設計等知識，與航天專業課程「航天器姿態動力學與控制」的知識有機融合，做到學以致用。此外，高年級本科生和一部分新入學的研究生往往因為缺乏數學計算軟體MATLAB的編程能力，導致對所設計的控制系統難以通過數值模擬的形式驗證其有效性和可行性，更無法解決航天器控制系統面臨的實際工程問題。