دسترسی نامحدود
برای کاربرانی که ثبت نام کرده اند
برای ارتباط با ما می توانید از طریق شماره موبایل زیر از طریق تماس و پیامک با ما در ارتباط باشید
در صورت عدم پاسخ گویی از طریق پیامک با پشتیبان در ارتباط باشید
برای کاربرانی که ثبت نام کرده اند
درصورت عدم همخوانی توضیحات با کتاب
از ساعت 7 صبح تا 10 شب
ویرایش: 1 نویسندگان: Yongchun Xie, Changqing Chen, Tao Liu, Min Wang سری: ISBN (شابک) : 9789811569890, 9789811569906 ناشر: Springer سال نشر: 2021 تعداد صفحات: 502 زبان: English فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود) حجم فایل: 23 مگابایت
در صورت تبدیل فایل کتاب Guidance, Navigation, and Control for Spacecraft Rendezvous and Docking: Theory and Methods به فرمت های PDF، EPUB، AZW3، MOBI و یا DJVU می توانید به پشتیبان اطلاع دهید تا فایل مورد نظر را تبدیل نمایند.
توجه داشته باشید کتاب هدایت، ناوبری و کنترل برای قرار ملاقات و لنگر انداختن فضاپیما: نظریه و روش ها نسخه زبان اصلی می باشد و کتاب ترجمه شده به فارسی نمی باشد. وبسایت اینترنشنال لایبرری ارائه دهنده کتاب های زبان اصلی می باشد و هیچ گونه کتاب ترجمه شده یا نوشته شده به فارسی را ارائه نمی دهد.
این کتاب بر نظریه و روشهای طراحی برای هدایت، ناوبری و کنترل (GNC) در زمینه قرار ملاقات و اتصال فضاپیما (RVD) تمرکز دارد. دینامیک موقعیت و نگرش و معادلات سینماتیک برای RVD به طور سیستماتیک مطابق با چندین سیستم مختصات مختلف، از جمله قاب مداری بیضی ارائه شده است، و توصیه هایی در مورد استفاده از کدام یک از این معادلات در مراحل مختلف RVD ارائه شده است. این کتاب متعاقباً اصول اساسی و الگوریتمهای ناوبری نسبی حسگرهای RVD مانند GNSS، رادار و سنسورهای RVD از نوع دوربین را توضیح میدهد. همچنین الگوریتم ها و طرح های راهنمایی برای مراحل مختلف RVD، از جمله آخرین پیشرفت های تحقیقاتی در RVD سریع، ارائه می دهد. به نوبه خود، کتاب مقدمه ای مفصل برای کنترل تطبیقی هوشمند ارائه می کند و رویکردهای نظری مربوطه را برای پیکربندی پیشران و تخصیص کنترل برای RVD پیشنهاد می کند. تاکید بر روش طراحی حفاظت از مسیر فعال و غیرفعال در مراحل مختلف RVD و طراحی ایمنی ماموریت RVD به طور کلی است. برای اهداف راستیآزمایی، مأموریت پرواز در مدار فضاپیمای شنژو نیز معرفی شده است. تمام مسائل پرداخته شده از اصول اولیه تا روشها و مثالهای مهندسی دقیق شرح و توضیح داده میشود و به مهندسین هوافضا و دانشآموزان هم درک اولیه و هم روشهای مهندسی عملی متعددی برای طراحی سیستم GNC در RVD ارائه میکند.
This book focuses on the theory and design methods for guidance, navigation, and control (GNC) in the context of spacecraft rendezvous and docking (RVD). The position and attitude dynamics and kinematics equations for RVD are presented systematically in accordance with several different coordinate systems, including elliptical orbital frame, and recommendations are supplied on which of these equations to use in different phases of RVD. The book subsequently explains the basic principles and relative navigation algorithms of RVD sensors such as GNSS, radar, and camera-type RVD sensors. It also provides guidance algorithms and schemes for different phases of RVD, including the latest research advances in rapid RVD. In turn, the book presents a detailed introduction to intelligent adaptive control and proposes corresponding theoretical approaches to thruster configuration and control allocation for RVD. Emphasis is placed on the design method of active and passive trajectory protection in different phases of RVD, and on the safety design of the RVD mission as a whole. For purposes of verification, the Shenzhou spacecraft’s in-orbit flight mission is introduced as well. All issues addressed are described and explained from basic principles to detailed engineering methods and examples, providing aerospace engineers and students both a basic understanding of, and numerous practical engineering methods for, GNC system design in RVD.
Preface Contents 1 Introduction 1.1 Basic Concepts of Rendezvous and Docking 1.2 Phases of Rendezvous and Docking 1.2.1 Before-Launch Phase 1.2.2 Launch Phase 1.2.3 Far-Range Rendezvous Phase 1.2.4 Near-Range Autonomous Control Phase 1.2.5 Docking Phase 1.2.6 Complex Operation Phase 1.2.7 Departure Phase 1.2.8 Reentry Phase 1.3 Overview of Rendezvous and Docking 1.3.1 Introduction 1.3.2 Classification of Rendezvous and Docking Flight Missions 1.3.3 Typical Rendezvous and Docking Flight Mission 1.3.4 Future Development Trend of Rendezvous and Docking Technology 1.4 Guidance Navigation and Control for RVD 1.4.1 Sensors 1.4.2 Actuators 1.4.3 Controllers References 2 Rendezvous Kinematics and Dynamics 2.1 Reference Frames 2.2 Orbit Dynamics 2.2.1 Two-Body Problem 2.2.2 Orbital Elements 2.2.3 Orbital Perturbation Equations 2.2.4 Perturbation Acceleration 2.3 Attitude Kinematics and Dynamics 2.3.1 Attitude Kinematics 2.3.2 Attitude Dynamics 2.3.3 Spacial Environmental Torques 2.4 Relative Motion 2.4.1 Relative Motion in Circular Orbital Frame 2.4.2 Relative Motion in Elliptical Orbital Frame 2.4.3 Relative Motion in the Line of Sight Frame 2.4.4 Relative Motion in Cylindrical Frame 2.5 Relative Attitude 2.5.1 Relative Attitude Dynamics for Stable Target 2.5.2 Relative Attitude Dynamics for Rotating Target 2.6 Selection of Reference Frames and Dynamics Equation References 3 Navigation Method and Scheme Design for Rendezvous and Docking 3.1 Introduction 3.1.1 Relative Measurement System 3.1.2 Relative Navigation Algorithms 3.2 Sensors 3.2.1 Inertial Measurement Sensors 3.2.2 Satellite Navigation Equipments 3.2.3 Microwave Radar 3.2.4 Laser Radar 3.2.5 Camera-Type Rendezvous and Docking Sensor 3.3 Filtering Method for Navigation 3.3.1 Theory of Bayesian Estimation 3.3.2 Linear Minimum Variance Estimation 3.3.3 Kalman Filter 3.3.4 Deterministic Sampling Filter 3.3.5 Particle Filter 3.4 Scheme Design of Navigation 3.4.1 Introduction 3.4.2 Orbital Parameters Estimation 3.4.3 Relative Position Parameters Estimation 3.4.4 Relative Attitude Parameter Estimation 3.4.5 Relative Motion and Attitude United Estimation 3.5 Key Points of Navigation System Design References 4 Guidance Method and Schematic Design for Rendezvous and Docking 4.1 Introduction 4.2 Rendezvous by Orbital Maneuver 4.2.1 Hohmann Rendezvous 4.2.2 Lambert Rendezvous 4.2.3 Orbit Elements Based Rendezvous 4.3 Multiple-impulse Optimal Rendezvous 4.3.1 Solutions of Optimal Impulsive Rendezvous Between Two Near Circular Orbits 4.3.2 Solutions of Optimal Impulsive Rendezvous of Ellipse-to-Circle Orbits 4.3.3 Guidance Law from Multiple-impulse Optimal Rendezvous 4.4 CW Guidance 4.4.1 Two-Impulse CW Guidance Law 4.4.2 Rendezvous Time and Fuel Consumption 4.4.3 Selection of Rendezvous Time 4.5 Light of Slight Guidance 4.5.1 Guidance Law 4.5.2 Stability Analysis 4.6 Scheme Design for Far Range Rendezvous Phase 4.6.1 2–3 Day Guidance Scheme 4.6.2 Short Rendezvous Guidance Scheme 4.7 Scheme Design for Homing Phase 4.7.1 Determination of Initial and Final States, and Rendezvous Time 4.7.2 Multiple-impulse Optimal Guidance Law 4.7.3 Analysis of Guidance Accuracy 4.7.4 Simulations 4.8 Scheme Design for Closing Phase 4.8.1 CW Guidance Law 4.8.2 Light of Sight Guidance Law 4.8.3 United Guidance LAW 4.8.4 Simulations 4.9 Key Points of Guidance System Design References 5 Automatic Control Method and Scheme Design for Rendezvous and Docking 5.1 Introduction 5.2 Characteristic Modeling for the Plant to be Controlled 5.2.1 Important Lemma 5.2.2 Characteristic Model 5.2.3 Simulation Verification 5.3 Intelligent Adaptive Control Method Based on Characteristic Model 5.3.1 Golden Section Adaptive Control 5.3.2 Logical Differential Control 5.3.3 Golden Section Phase Plane Control 5.3.4 Logical Differential Phase Plane Control 5.4 Control Scheme Design for Rendezvous and Docking 5.4.1 Attitude Stable Control in Orbit Maneuver 5.4.2 Accurate Six-Degree-of-Freedom Relative Position and Attitude Control 5.4.3 Relative Position Control at the Hold Points for Long Period 5.5 Key Points of Control System Design References 6 Manual Control Method and Scheme Design for Rendezvous and Docking 6.1 Introduction 6.2 Measurement Principle and Scheme Design 6.2.1 Sensors for Manual Rendezvous and Docking 6.2.2 Relative Motion State Determination 6.2.3 Display of Image and Data 6.3 Control Method and Scheme Design 6.3.1 Control Handles 6.3.2 Control Method of Relative Motion 6.4 Operation Method 6.4.1 Approaching Velocity Control 6.4.2 Lateral Position and Attitude Control 6.4.3 Simulations References 7 Theory and Design of Thruster Configuration and Control Allocation 7.1 Introduction 7.1.1 Thruster Configuration for Typical RVD Missions 7.1.2 Control Allocation 7.1.3 Thruster Configuration Design 7.2 Problem Description 7.2.1 Thruster Configuration Matrix 7.2.2 Mathematical Model of Thruster Control Allocation 7.3 Theory and Design of Thruster Control Allocation 7.3.1 Thruster Control Allocation Method 7.3.2 Performance Analysis 7.3.3 Synthetical Design of Thruster Control Allocation Algorithm 7.4 Theory and Design of Thruster Configuration 7.4.1 Performance Requirements 7.4.2 Performance Analysis 7.4.3 Design Method References 8 Method and Scheme Design of Safety for Rendezvous and Docking 8.1 Introduction 8.2 Safe Trajectory Design with Rectangular Keep-Out-Zone 8.2.1 Characteristics of the Free-Flying Trajectories 8.2.2 Characteristic Points for Safe Trajectory Design 8.2.3 Safe Trajectory Design for Homing Phase and Closing Phase 8.2.4 Safe Trajectory Design for Fly-Around Phase 8.2.5 Simulations 8.3 Trajectory Safety Judgement with Rectangular Keep-Out-Zone 8.3.1 Extremune Characteristic Points 8.3.2 Intersection Characteristic Points 8.3.3 Judgment Method of Trajectory Safety 8.3.4 Simulations 8.4 Design Method of Trajectory Safety 8.4.1 Passive Trajectory Protection 8.4.2 Active Trajectory Protection 8.5 Safe Trajectory Estimation and Collision with Safety Belt for Rendezvous and Docking 8.5.1 Safety Belts of Trajectory 8.5.2 Impulse Based Safety Belts and Guidance Law 8.5.3 Simulations 8.6 Safety Design for Rendezvous Missions 8.6.1 System Design 8.6.2 Flight Scheme Design References 9 Simulation Verification of Rendezvous and Docking 9.1 Introduction 9.1.1 Classification of Simulation Systems 9.1.2 Overview of Simulation Technology 9.2 Mathematical Simulation 9.2.1 System Composition 9.2.2 Errors Sources 9.2.3 Simulation Requirements 9.2.4 Simulation Conditions 9.2.5 Simulators 9.3 Hardware-in-the-Loop Simulation 9.3.1 9-Degree Hardware-in-the-Loop Simulation System 9.3.2 Automatic Control Verification Through Hardware-in-the-Loop Simulation System 9.3.3 Manual Control Verification Through Hardware-in-the-Loop Simulation System References 10 RVD Verification in Orbit Flight 10.1 Introduction 10.2 Automatic Control System of Shenzhou Spacecraft 10.2.1 Composition and Flight Phases 10.2.2 Scheme Design of GNC 10.2.3 Accuracy Analysis of GNC 10.2.4 Flight Verification of Shenzhou Spacecraft 10.2.5 Summary 10.3 Manual Control System of Shenzhou Spacecraft 10.3.1 Manual Control System Composition 10.3.2 Determination of Relative Movement States 10.3.3 Control Strategy 10.3.4 Operation Strategy 10.3.5 Flight Verification of Shenzhou Spacecraft 10.3.6 Summary 10.4 Prospects References