本書基于作者近十年的研究成果，系統討論了大型撓性航天器的非線性多場耦合動力學、液體燃料的晃動控制、撓性結構的振動抑制及航天器大角度姿態控制等問題；深入研究了充液撓性航天器的姿態機動控制和振動控制抑制問題。具體包括充液航天器自適應神經網絡動態逆控制復合控制、充液航天器模糊自適應動態輸出反饋控制、考慮測量不確定和輸入飽和的充液航天器姿態機動控制、充液航天器的固定時間終端滑模容錯控制、考慮測量不確定性的充液航天器自適應容錯控制、多模態充液航天器自適應滑�？刂�、光壓擾動下撓性充液航天器的姿態機動控制研究、充液撓性航天器模糊自適應姿態機動控制、帶有大撓性結構充液航天器混合控制方法研究。
本書可供航空、航天等部門從事衛星、火箭的總體設計等專業領域的科研人員使用，也可作為高等院校相關專業研究生的科研參考書。
宋曉娟，內蒙古工業大學教授。中國運籌學會可靠性分會青年委員，美國弗吉尼亞理工大學聯合培養博士。主要從事多體航天器姿態動力學建模與穩定性控制、智能柔性結構振動控制等方向的研究。主持省部級以上科研項目3項，其中國家自然科學基金2項、內蒙古自然科學基金面上項目1項。以一作或通訊作者發表論文20余篇，其中SCI/EI收錄10篇。研究成果曾獲2017年ICMR國際可靠性會議*佳論文獎，北方七省市力學會議優秀青年教師獎。
第1章緒論001
1.1引言001
1.2復雜航天器動力學建模研究進展003
1.3充液航天器多場耦合系統動力學研究現狀006
1.3.1航天器剛-液耦合動力學問題007
1.3.2航天器剛-液-控耦合動力學問題008
1.3.3航天器剛-液-柔-控耦合動力學問題009
1.4航天器姿態控制的研究現狀010
1.4.1反饋控制技術在充液航天器中的應用011
1.4.2基于開環控制技術的前饋控制方法012
1.4.3智能材料在控制系統中的應用013
參考文獻014
第2章基本理論020
2.1引言020
2.2幾種常用坐標介紹020
2.3航天器姿態描述和動力學方程021
2.3.1歐拉角描述法021
2.3.2四元數描述法022
2.3.3姿態動力學方程023
2.4壓電材料的本構方程023
2.5液體晃動等效力學模型研究026
參考文獻027
第3章動態逆控制與反向傳播神經網絡029
3.1引言029
3.2動態逆控制030
3.2.1李導數和李括號030
3.2.2反饋線性化031
3.3反向傳播神經網絡算法032
3.3.1人工神經元的數學模型032
3.3.2三層反向傳播神經網絡模型033
3.3.3反向傳播算法035
3.3.4反向傳播網絡的設計基礎036
3.3.5改進反向傳播算法039
參考文獻040
第4章輸入成型控制方法理論041
4.1引言041
4.2輸入成型技術概述042
4.2.1輸入成型器的基本原理042
4.2.2輸入成型器的設計方法044
4.3輸入成型器設計目標與約束條件050
參考文獻050
第5章充液航天器自適應神經網絡動態逆控制復合控制052
5.1引言052
5.2充液航天器力學模型053
5.3神經網絡動態逆控制方法設計056
5.3.1非線性動態逆控制056
5.3.2自適應非線性動態逆控制器設計058
5.3.3充液航天器控制仿真分析060
5.4充液航天器的輸入成型器設計065
5.5充液航天器姿態機動復合控制及仿真分析068
5.6本章小結074
參考文獻074
第6章充液航天器模糊自適應動態輸出反饋控制076
6.1引言076
6.2充液航天器動力學建模077
6.3設計充液航天器的自適應狀態反饋控制律079
6.3.1剛體航天器PD控制律079
6.3.2設計充液航天器的抗干擾狀態反饋控制律080
6.3.3設計充液航天器自適應狀態反饋控制律082
6.3.4自適應輸出反饋控制器模糊化參數設計083
6.4數值模擬086
6.5本章小結090
參考文獻090
第7章考慮測量不確定和輸入飽和的充液航天器姿態機動控制092
7.1引言092
7.2考慮不確定性充液航天器動力學建模093
7.3控制律設計和穩定性分析094
7.3.1基于非線性干擾觀測器的反步控制094
7.3.2輸出反饋反步控制律設計097
7.3.3輸入飽和的輸出反饋控制律設計098
7.4數值模擬102
7.5本章小結109
參考文獻110
第8章充液航天器的固定時間終端滑模容錯控制112
8.1引言112
8.2考慮執行器故障的充液航天器動力學建模113
8.2.1執行器的故障模型113
8.2.2充液航天器的姿態動力學方程114
8.3固定時間控制器設計和穩定性分析115
8.3.1基本定義和基本引理115
8.3.2固定時間滑模面設計116
8.3.3固定時間控制器設計117
8.4數值模擬122
8.5本章小結126
參考文獻126
第9章考慮測量不確定的充液航天器自適應容錯控制128
9.1引言128
9.2充液航天器動力學建模129
9.2.1航天器的數學模型129
9.2.2測量的動力學模型129
9.3魯棒容錯控制律設計和穩定性分析131
9.4數值模擬138
9.5本章小結143
參考文獻143
第10章多模態充液航天器自適應滑模控制145
10.1引言145
10.2多模態充液航天器動力學建模146
10.3欠驅動反饋控制率設計148
10.3.1滑動模態控制律148
10.3.2設計自適應滑動模態控制律150
10.4多模態輸入成型控制方法152
10.5數值模擬152
10.6本章小結161
參考文獻162
第11章光壓擾動下充液撓性航天器的姿態機動控制研究163
11.1引言163
11.2充液撓性航天器動力學模型164
11.3光壓響應數值分析170
11.4充液撓性航天器姿態機動控制173
11.4.1考慮飽和輸入的自適應滑模控制律設計175
11.4.2PPF主動振動控制補償器設計178
11.5仿真分析179
11.6本章小結185
參考文獻185
第12章充液撓性航天器模糊自適應姿態機動控制187
12.1引言187
12.2充液柔性航天器動力學建模188
12.3復合控制策略的設計190
12.3.1狀態反饋退步控制器設計190
12.3.2自適應輸出反饋控制律的設計191
12.3.3無角速度自適應控制方法193
12.3.4命令光滑器控制設計195
12.4數值實例197
12.5本章小結202
參考文獻203
第13章帶有大撓性結構充液航天器混合控制方法研究204
13.1引言204
13.2動力學建模205
13.2.1撓性附件動力學模型206
13.2.2航天器本體與液體燃料等效模型動力學建模209
13.3奇異攝動理論210
13.4設計航天器慢變子系統控制器212
13.4.1設計模糊滑�？刂坡�213
13.4.2設計噴氣推力控制律216
13.5設計快變子系統控制器216
13.6仿真分析217
13.7本章小結222
參考文獻222
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