航天器姿态控制系统设计与实践

本书围绕航天器姿态控制系统的设计和数值仿真实践，重点分析了航天器动力学、运动学的建模思路，给出了姿态控制系统设计方法，介绍了常用的姿态敏感器及姿态确定方法，详细讲解了姿态控制执行机构的特点及数学模型，提供了每个模块的MATLAB仿真源代码及GUI界面设计方法，同时将控制系统稳定性判定、控制系统性能分析等控制理论知识有机融合到姿态控制系统设计流程中。通过对本书的学习，读者能提高关于航天器姿态控制的理论知识，更能增强其编程能力，进而快速有效地掌握航天器姿态控制系统设计与实践的相关专业知识。此外，读者可参考完整的设计流程和仿真源代码，自行设计其他控制系统进行数值仿真验证。
本书既可作为航空、宇航相关课程的参考教材，也可供有解决航天器姿态控制相关问题需求的读者自学。

第1章 MATLAB基础操作及航天器控制基本概念
1．1 MATLAB基本语法与程序编写
1．1．1 MATLAB的基本操作
1．1．2 MATLAB的数值运算与符号运算
1．1．3 MATIAB语言的程序设计
1．1．4 MATLAB语言的绘图基础
1．2 Simulink基本建模流程
1．2．1 常用模块库
1．2．2 连续系统模块库
1．2．3 非连续系统模块库
1．2．4 其他模块库
1．2．5 子系统及封装技术
1．3 MATLAB-GUI界面的编制流程
1．3．1 图形对象及其句柄
1．3．2 预定义对话框
1．3．3 采用GUIDE建立GUI
1．4 航天器控制基本概念
1．4．1 常用参考坐标系
1．4．2 矢量及其表达
1．4．3 反对称矩阵
1．4．4 坐标转换矩阵
1．4．5 与航天器姿态相关的坐标转换矩阵
1．4．6 姿态控制回路
1．4．7 轨道要素
参考文献

第2章 姿态运动学与动力学建模
2．1 航天器姿态运动学方程
2．2 动量矩定理
2．3 航天器姿态动力学方程
2．4 航天器所受环境力矩的建模与分析
2．4．1 重力梯度力矩
2．4．2 气动力矩
2．4．3 太阳光压力矩
2．4．4 地磁力矩
2．5 MATLAB仿真设计
2．6 Simulink仿真设计
2．7 MATLABGUI界面设计
参考文献

第3章 航天器姿态控制器设计及仿真分析
3．1 航天器姿态控制简介
3．1．1 姿态控制任务
3．1．2 姿态控制分类
3．1．3 刚体航天器姿态控制方法
3．2 PID控制器及MATLAB实现
3．2．1 PID控制器的介绍
3．2．2 PID姿态控制器的设计
3．2．3 MATLAB环境下实现PID姿态稳定控制
3．2．4 Simulink方式实现PID姿态稳定控制
3．3 滑模控制器及MATLAB实现
3．3．1 滑模控制器的介绍
3．3．2 滑模姿态控制器的设计
3．3．3 MATLAB环境下实现滑模姿态控制器
3．3．4 Simulink方式实现滑模姿态稳定控制
3．4 基于MATLAB-GUI界面的姿态控制器设计与仿真
参考文献
……

第4章 航天器姿态确定技术及编程实践
第5章 姿态控制执行机构的原理及仿真