洛伦兹航天器动力学与控制

本书以洛伦兹航天器为研究对象，系统深入地研究了洛伦兹航天器轨道、姿态以及姿轨一体化动力学与控制问题，进一步完善了洛伦兹航天器全驱动相对轨道控制方法，创新提出一种由洛伦兹力矩和地磁力矩联合作用的新型全驱动姿态控制系统，进而发展了一套系统的洛伦兹航天器姿轨解耦/耦合控制理论。全书共分为五章，第一章综述洛伦兹航天器关键技术与研究进展；第二章与第三章分别介绍洛伦兹航天器相对轨道全驱动状态反馈与输出反馈控制方法；第四章首次提出了一种由洛伦兹力矩与地磁力矩联合作用的全驱动姿态控制系统并介绍了洛伦兹航天器姿轨解耦控制方法；第五章介绍洛伦兹航天器姿轨一体化动力学建模以及姿轨耦合控制方法。

前言
第1章 绪论 1
1.1 洛伦兹航天器基本概念 1
1.2 洛伦兹航天器关键技术 3
1.2.1 空间电磁力与电磁力矩解耦/耦合控制技术 4
1.2.2 航天器充放电技术 6
1.3 洛伦兹航天器研究现状 8
1.3.1 轨道动力学与控制 8
1.3.2 姿态动力学与控制 10
1.3.3 滑模控制理论与航天器姿轨控制应用 11
1.4 本书内容 13
第2章 洛伦兹航天器相对轨道状态反馈控制 15
2.1 相对轨道动力学建模 15
2.1.1 相对运动方程 15
2.1.2 洛伦兹加速度 17
2.2 线性不确定自适应控制 19
2.2.1 线性不确定相对轨道动力学模型 20
2.2.2 闭环自适应控制 20
2.2.3 数值仿真与分析 27
2.3 非线性不确定自适应控制 37
2.3.1 非线性不确定相对轨道动力学模型 38
2.3.2 闭环自适应控制39
2.3.3 数值仿真与分析 44
24本章小结 54
第3章 洛伦兹航天器相对轨道输出反馈控制 56
3.1 非线性不确定自适应控制（有界稳定）56
3.1.1 非线性不确定相对轨道动力学模型 57
3.1.2 闭环自适应控制 57
3.1.3 数值仿真与分析 62
3.2 非线性不确定自适应控制（渐近稳定）66
3.2.1 非线性不确定相对轨道动力学模型 66
3.2.2 闭环自适应控制 66
3.2.3 数值仿真与分析 69
3.3 本章小结 72
第4章 洛伦兹航天器姿态控制 73
4.1 洛伦兹航天器姿态控制原理 74
4.1.1 姿态动力学模型 74
4.1.2 洛伦兹力矩 76
4.1.3 地磁力矩 78
4.1.4 洛伦兹力矩与地磁力矩很优分配律设计 78
4.2 洛伦兹航天器姿态跟踪控制 82
4.2.1 姿态误差动力学模型 82
4.2.2 控制器设计 83
4.2.3 稳定性分析 84
4.2.4 数值仿真与分析 85
4.3 本章小结 90
第5章 洛伦兹航天器姿轨一体化动力学与控制 93
5.1 姿轨一体化动力学建模 93
5.1.1 数学基础 94
5.1.2 六自由度相对运动建模 95
5.2 姿轨一体化控制 98
5.2.1 控制器设计 99
5.2.2 稳定性分析 102
5.2.3 数值仿真与分析 103
5.3 本章小结 108
参考文献 109