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| 內容簡介： |
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《空间飞网机器人动力学与控制》全面阐述了空间飞网机器人动力学与控制中的关键技术，以航天在轨服务在轨操作为背景，揭示特殊系统中的普世科学问题，提出共性解决算法。具体内容包括空间飞网机器人的动力学建模及分析、空间飞网机器人的释放特性研究、欠驱动空间飞网机器人释放后稳定控制、未知不确定干扰下欠驱动空间飞网机器人逼近段稳定控制、空间飞网机器人逼近段构型机动控制等。
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| 目錄：
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第1章 绪论
1．1 空间目标主动抓捕研究现状
1．2 空间刚性连接抓捕装置的发展与研究现状
1．2．1 空间刚性机械臂
1．2．2 空间刚性手爪
1．3 空间绳系连接抓捕装置的发展与研究现状
1．3．1 空间绳系手爪和空间绳系机器人
1．3．2 空间绳系鱼叉
1．3．3 空间绳系飞网
1．3．4 空间绳系飞网机器人
1．4 现有空间非合作目标抓捕方式总结
1．5 本书内容介绍
第2章 空间飞网机器人的动力学建模及分析
2．1 空间飞网机器人典型任务流程
2．2 空间飞网机器人的飞网及可机动单元设计
2．2．1 飞网的编织材料选择
2．2．2 飞网的网形设计
2．2．3 飞网的网格拓扑构型设计
2．2．4 可机动单元设计及布局
2．3 空间飞网机器人的动力学建模
2．3．1 单系绳模型
2．3．2 系统简化及坐标系定义
2．3．3 运动学和动力学建模
2．3．4 动力学模型仿真验证
2．4 空间飞网机器人的动力学分析
2．4．1 模型简化
2．4．2 动力学分析
第3章 空间飞网机器人的释放特性研究
3．1 空间飞网机器人释放的自然运动研究
3．2 空间飞网机器人折叠方式研究
3．2．1 飞网折叠方式的选择
3．2．2 方块式折叠
3．2．3 星星式折叠
3．2．4 十字式折叠
3．2．5 飞网折叠方式小结
3．3 空间飞网机器人的释放条件研究
3．3．1 空间飞网机器人的释放角度
3．3．2 空间飞网机器人的释放速度
第4章 欠驱动空间飞网机器人释放后稳定控制
4．1 变结构控制器基本原理
4．1．1 一阶滑模算法
4．1．2 滑模的阶
4．1．3 二阶滑模算法
4．2 改进的超扭自适应滑模变结构控制
4．2．1 控制问题描述
4．2．2 控制器设计及闭环系统稳定性证明
4．2．3 仿真验证及分析
第5章 未知不确定干扰下欠驱动空间飞网机器人逼近段稳定控制
5．1 控制问题描述
5．2 基于模糊算法的自适应超扭滑模控制
5．2．1 模糊算法原理和基本概念
5．2．2 经典模糊滑模控制器
5．2．3 改进的模糊自适应超扭滑模控制器设计及稳定性证明
5．2．4 仿真验证及分析
5．3 基于非齐次干扰观测器的二阶滑模控制
5．3．1 快速幂次趋近律
5．3．2 控制问题描述
5．3．3 基于非齐次干扰观测器的控制算法设计及收敛性证明
5．3．4 仿真验证及分析
第6章 基于分布式一致性的空间飞网机器人逼近段控制研究
6．1 改进的动力学模型
6．2 基于LEADER-FOLLOWER模式的空间飞网分布式控制
6．2．1 图论基本概念
6．2．2 网络一致性问题
6．2．3 一致性控制算法及稳定性证明
6．2．4 仿真结果及分析
6．3 不考虑系绳约束的空间飞网机器人鲁棒分布式控制
6．3．1 控制问题描述
6．3．2 鲁棒分布式控制器设计
6．3．3 闭环系统稳定性分析
6．3．4 仿真验证及分析
6．4 考虑系绳约束的空间飞网机器人分布式控制
6．4．1 控制问题描述
6．4．2 基于势函数的神经网络鲁棒自适应控制器设计
6．4．3 闭环系统稳定性分析
6．4．4 仿真验证及分析
第7章 立体型空间飞网机器人逼近段协调控制
7．1 耦合动力学建模
7．1．1 系统坐标系描述
7．1．2 动力学模型推导
7．1．3 速度跳变建模
7．2 逼近段协调控制器设计
7．2．1 控制器的结构
7．2．2 逆动力学模块
7．3 仿真结果及验证
7．3．1 无控逼近
7．3．2 在所提控制算法下的逼近运动
参考文献
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| 內容試閱：
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近年来航天技术迅速发展，人类对于空间科学、空间资源、空间军事的探索需求强烈，各个国家每年发射的卫星总数都在不断攀升；而相应地，空间垃圾的数量也在快速增长，以空间垃圾清理和非合作目标抓捕为对象的在轨服务任务已成为国际空间任务中的重大战略需求。空间飞网机器人是一种面向在轨服务的新型在轨捕获装置，由平台卫星弹射释放，自由飞行展开后根据目标状态机动飞网构型并完成抓捕。由于飞网的大包络，在整个抓捕任务中不需要知道待抓捕卫星的质量、转动惯量、尺寸、物理特征等信息，增加了可被抓捕目标的范围，提升了抓捕可靠性。
本书将结合课题组多年来在项目研究中积累的理论研究成果，全面阐述空间飞网机器人动力学与控制中的关键技术。本书共包括7章，具体为：第1章为绪论，介绍了空间飞网机器人概念、应用及国内外研究热点问题；第2章为空间飞网机器人的动力学建模及分析；第3章为空间飞网机器人的释放特性研究，是后续飞行逼近阶段控制研究的前提；第4章为欠驱动空间飞网机器人释放后稳定控制；第5章为未知不确定干扰下欠驱动空间飞网机器人逼近段稳定控制，给出了集中控制策略下的飞网机器人控制方法；第6章为基于分布式一致性的空间飞网机器人逼近段控制研究，是基于多智能体分布式控制策略；第7章为立体型空间飞网机器人逼近段协调控制，介绍了一种立体构型的飞网机器人以及其动力学与控制方法。本书从系统概念、任务流程描述、动力学建模与分析、不同阶段和控制策略下的控制器设计，以及不同构型飞网的研究进行了由浅入深、层层递进的讲解，并结合现有的较先进的智能控制算法，从不同角度解决实际问题。既方便非航天类读者入门学习，又有助于相关专业的工程技术人员、在校研究生深入钻研。
除了本书作者张帆和黄攀峰，西北工业大学智能机器人研究中心的刘亚、赵亚坤、张校祯和周合等人为本书的资料收集、文字矫正提供了很多帮助。
限于作者水平，本书难免在内容取材和结构编排上存在错误、遗漏及不妥之处，敬请广大读者不吝赐教，提出宝贵的批评和建议，我们将不胜感激。
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