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空间平台机动性能评估与机动决策

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第1章引言

1.1课题背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3本文工作内容及结构安排

1.4本章小结

第2章空间机动平台理论基础

2.1常用坐标系及其转换模型

2.2二体运动特性

2.3空间平台轨道控制

2.4机动目标跟踪基本原理

2.5对策论基础

2.5.1矩阵对策

2.5.2微分对策

2.6本章小结

第3章空间机动平台轨道机动能力评估

3.1相关定义

3.1.1如何定义平台“轨道机动能力”?

3.1.2为什么这样去定义?

3.1.3控制域与平台本体的机动机构性能如何区别?

3.2轨道基础

3.3矢量转换

3.4轨道确定

3.4.1卫星在协议天球坐标系中的运动特性

3.4.2关于这六个轨道要素的解释

3.4.3卫星在协议天球坐标系中的运动特性

3.4.4卫星轨道定轨公式

3.5机动性能预测

3.6控制域模型

3.7广义控制域模型

3.8轨道机动能力评估软件与其他部分的接口说明

3.9仿真结果

3.10本章小结

第4章空间机动平台目标跟踪与动力性能评估

4.1引言

4.2航天发动机推力方向的探测

4.3航天发动机推力大小的探测

4.4应用于最优控制的组合脉冲推力探测

4.5机动目标跟踪理论在空间平台动力性能评估中的应用

4.5.1目标跟踪建模

4.5.2三维空间中的目标跟踪

4.5.3机动目标的状态方程

4.5.4目标发生机动时的辨识方法

4.6本章小结

第5章空间平台机动决策

5.1基本决策方法

5.1.1不确定型的决策

5.1.2风险决策

5.2矩阵对策对控制域模型的验证

5.2.1 2×2对策的公式法

5.2.2线性方程组求解法

5.2.3算例及其分析

5.3微分对策对控制域模型的验证

5.4仿真实验

5.4.1仿真算例

5.4.2仿真结果

5.4.3仿真结果分析

5.5结论

5.6本章小结

第6章结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果

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摘要

新时期空间形势的发展要求空间飞行器具有轨道灵活控制特性,如轨道大范围或局部机动等,同时要求空间飞行器能够观察空间感兴趣目标,对其提取有用信息,并适时进行轨道进攻、防御等动作。 国际社会对轨道控制方法研究较多,航空领域中应用雷达或光学设备进行目标探测与跟踪的研究工作也有很多,但两种技术的结合部分,即在跟踪观测的基础上进行空间有目的机动的研究较少。本文将轨道控制和目标跟踪两种理论相组合,对空间平台的轨道机动性能和平台的动力性能进行研究,同时以对策理论做基础,对特定环境下的攻防决策进行试探性讨论,从而为空间机动平台的机动及其策略提供参考依据。 仿真数据表明,本文的研究结果能够实时解算空间目标飞行轨道根数,能够评估飞行器动力性能,能够解算和预测飞行器在下一时间段的可机动轨道范围,能够根据对策理论解算出本体平台对应的优势轨道及机动方法,为飞行器提供机动参考。相对于单纯导航和机动理论,本文研究结果对提高空间机动平台的生存和竞争能力有更好效果。

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