事件驱动的通信卫星姿轨控制

本书基于作者多年的工程经验积累，结合自抗扰控制与模型预测控制理论，研究了事件驱动控制策略在卫星姿轨控制中的应用和相关的理论与工程问题。 本书从通信卫星姿轨控制系统设计开始，介绍事件驱动自抗扰控制和事件驱动模型预测控制在卫星控制中的应用与相关算法设计，包括姿态控制、轨道控制与姿轨耦合控制。其中，算法设计章节包含数值仿真，用以验证所提算法的有效性；在有些章节，设计了理论推导和证明。为了更好地掌握本书内容，读者应具备一定的高等数学和控制理论基础。 本书适于航天或控制专业的本科高年级学生和研究生使用，也可供具有航天背景的工程师或科研人员参考。

第1章 绪论
1.1 通信卫星姿轨控制基本问题
1.2 卫星姿态控制与位置保持算法
参考文献
第2章 通信卫星姿轨控制系统设计概述
2.1 引言
2.2 通信卫星任务分析与参数分配
2.2.1 通信卫星总体任务分析
2.2.2 姿轨控制系统任务分析
2.2.3 通信卫星总体性能指标分析
2.2.4 通信卫星总体参数分配
2.3 通信卫星轨道控制系统设计
2.3.1 卫星入轨姿态设计
2.3.2 卫星发射窗口设计
2.3.3 卫星变轨策略设计
2.3.4 卫星测控弧段计算
2.3.5 卫星轨道保持设计
2.3.6 卫星离轨方案设计
2.3.7 飞行测控程序设计
2.4 通信卫星姿态控制系统设计
2.4.1 姿态控制系统的分类
2.4.2 姿态的表示方法
2.4.3 姿态确定分类及参考基准
2.4.4 姿态控制方法
2.5 小结
参考文献
第3章 事件驱动自抗扰控制技术概述
3.1 引言
3.1.1 自抗扰控制
3.1.2 事件驱动自抗扰控制
3.2 自抗扰控制技术
3.2.1 自抗扰控制器的基本原理
3.2.2 自抗扰控制器的基本特点
3.3 事件驱动自抗扰控制技术
3.3.1 事件驱动控制
3.3.2 事件驱动自抗扰控制
3.4 小结
参考文献
第4章 事件驱动模型预测控制技术概述
4.1 引言
4.1.1 模型预测控制
4.1.2 事件驱动模型预测控制技术
4.2 模型预测控制技术
4.2.1 模型预测控制的基本原理
4.2.2 模型预测控制的基本特点
4.2.3 模型预测控制与传统PID控制的比较
4.3 事件驱动模型预测控制技术
4.3.1 事件驱动模型预测控制的基本原理
4.3.2 事件驱动模型预测控制的基本特点
4.3.3 事件驱动模型预测控制的研究进展
4.4 小结
参考文献
第5章 通信卫星事件驱动自抗扰姿态控制
5.1 引言
5.2 事件驱动扩张姿态观测器设计
5.2.1 刚性航天器的姿态动力学模型
5.2.2 事件驱动扩张状态观测器设计
5.2.3 观测器收敛性分析
5.2.4 事件驱动扩张状态观测器效果仿真验证
5.3 事件驱动自抗扰姿态控制器设计
5.3.1 问题描述与控制器设计
5.3.2 控制器稳定性分析
5.3.3 事件驱动自抗扰控制器效果验证
5.4 事件驱动姿态控制技术应用分析
5.5 小结
参考文献
第6章 事件驱动学习的卫星定轨算法
6.1 引言
6.2 定轨算法设计
6.2.1 测量方程
6.2.2 事件驱动UKF算法
6.2.3 事件驱动参数学习
6.3 数值仿真
6.4 小结
参考文献
第7章 通信卫星事件驱动模型预测轨道保持控制
7.1 引言
7.2 事件驱动的静止轨道位置保持模型预测控制
7.2.1 坐标系简介
7.2.2 轨道动力学与控制模型
7.2.3 事件驱动模型预测控制
7.2.4 卫星模型预测控制位置保持仿真
7.3 事件驱动高斯过程预测控制的静止轨道位置保持
7.3.1 事件驱动高斯过程学习与估计
7.3.2 控制器设计
7.3.3 事件驱动高斯过程预测控制位置保持仿真
7.4 事件驱动模型预测轨道保持技术应用分析
7.5 小结
参考文献
第8章 通信卫星编队的事件驱动管道模型预测控制
8.1 引言
8.2 通信卫星编队的相对动力学建模
8.3 事件驱动的通信卫星编队管道模型预测控制
8.4 小结
参考文献
第9章 通信卫星事件驱动姿轨耦合控制
9. 1 引言
9.2 对偶四元数
9.2.1 坐标系定义
9.2.2 对偶四元数
9.3 基于对偶四元数的卫星姿轨耦合建模
9.3.1 基于对偶四元数的卫星姿轨运动学建模
9.3.2 基于对偶四元数的卫星姿轨动力学建模
9.3.3 基于误差对偶四元数的卫星相对姿轨运动学建模
9.3.4 基于误差对偶四元数的卫星相对姿轨动力学建模
9.4 事件驱动自抗扰控制
9.4.1 卫星相对姿轨耦合模型
9.4.2 事件驱动扩张状态观测器设计
9.4.3 事件驱动自抗扰姿轨耦合控制器设计
9.4.4 数值仿真
9.5 通信卫星姿态控制系统应用分析
9.6 小结
参考文献
第10章 总结与展望