空間在軌裝配任務(wù)規(guī)劃概述

本書研究與論述了大型空間結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在軌裝配的任務(wù)規(guī)劃技術(shù)。全書內(nèi)容分為十章，分別為緒論、空間在軌服務(wù)體系及任務(wù)分析、空間大型桁架結(jié)構(gòu)裝配模型的建立、服務(wù)航天器模型的建立、基于蟻群優(yōu)化算法的空間自主裝配序列規(guī)劃、 面向空間自主裝配任務(wù)的智能協(xié)同規(guī)劃、基于連續(xù)推力模式的敏捷服務(wù)航天器運動規(guī)劃研究，基于脈沖推力模式的近距離在軌服務(wù)航天器運動規(guī)劃研究、多服務(wù)航天器協(xié)同運動規(guī)劃研究，以及空間自主裝配規(guī)劃的評價方法研究。 本書作為一本論述大型空間結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在軌裝配任務(wù)規(guī)劃技術(shù)的專著，既可以作為飛行器設(shè)計、空間科學(xué)與工程等相關(guān)專業(yè)的本科生、研究生教材，也可以供從事大型空間系統(tǒng)設(shè)計、空間任務(wù)設(shè)計與分析、空間在軌服務(wù)技術(shù)研究和應(yīng)用的科研人員作為參考與指導(dǎo)。

目錄

第1章緒論

1.1引言

1.2空間在軌服務(wù)技術(shù)研究發(fā)展概況

1.2.1空間在軌服務(wù)技術(shù)發(fā)展概況

1.2.2空間后勤技術(shù)研究概述

1.3空間在軌裝配技術(shù)研究發(fā)展概況

1.3.1具有裝配輔助的航天員手動裝配階段

1.3.2空間機器人裝配階段

1.4裝配序列規(guī)劃的研究發(fā)展概況

1.4.1經(jīng)典裝配序列規(guī)劃方法

1.4.2虛擬裝配序列規(guī)劃方法

1.4.3軟計算裝配序列規(guī)劃方法

1.4.4基于網(wǎng)絡(luò)的裝配序列規(guī)劃方法

1.5航天器運動規(guī)劃方法研究概況

1.5.1運動規(guī)劃方法研究概況

1.5.2航天器運動規(guī)劃研究概況

1.6裝配協(xié)同規(guī)劃的研究發(fā)展概況

1.6.1協(xié)同體系結(jié)構(gòu)

1.6.2協(xié)同規(guī)劃方法

1.6.3航天器協(xié)同問題的研究現(xiàn)狀

1.7航天器自主體系研究概況

1.8本書主要內(nèi)容

第2章空間在軌服務(wù)體系及任務(wù)分析

2.1引言

2.2空間在軌服務(wù)的概念

2.3空間在軌服務(wù)體系

2.3.1服務(wù)體

2.3.2服務(wù)對象

2.4空間在軌服務(wù)任務(wù)分析

2.4.1任務(wù)內(nèi)容

2.4.2實現(xiàn)方式

2.5空間在軌裝配任務(wù)體系研究

2.5.1裝配任務(wù)體系分析的目的

2.5.2裝配任務(wù)體系分析策略

2.5.3裝配任務(wù)體系分析的步驟與流程

2.6大型空間桁架結(jié)構(gòu)構(gòu)建方法研究

2.6.1可展開結(jié)構(gòu)構(gòu)建

2.6.2太空成形結(jié)構(gòu)構(gòu)建

2.6.3可直立桁架結(jié)構(gòu)構(gòu)建

2.7自主服務(wù)航天器近距離操作運動規(guī)劃體系

2.7.1單個自主服務(wù)航天器的規(guī)劃體系

2.7.2多自主服務(wù)航天器協(xié)同規(guī)劃體系

2.8本章小結(jié)

第3章空間大型桁架結(jié)構(gòu)裝配模型的建立

3.1引言

3.2大型空間桁架結(jié)構(gòu)的裝配定義

3.2.1桁架裝配定義的數(shù)學(xué)描述

3.2.2結(jié)構(gòu)容積單元

3.2.3桁架結(jié)構(gòu)的裝配可行性準則

3.3基于連接矩陣的大型空間桁架結(jié)構(gòu)裝配表示模型

3.3.1共同桿連接方式的連接矩陣

3.3.2共同點連接方式的連接矩陣

3.3.3連接桿連接方式的連接矩陣

3.3.4連接矩陣建模示例

3.4大型空間桁架結(jié)構(gòu)的分層規(guī)劃表示模型

3.4.1分層狀態(tài)和規(guī)劃表示

3.4.2分層規(guī)劃建模策略

3.5大型空間桁架結(jié)構(gòu)的圖形表示模型

3.5.1四面體桁架結(jié)構(gòu)的坐標系定義

3.5.2四面體桁架結(jié)構(gòu)的圖形表示

3.5.3四面體桁架結(jié)構(gòu)裝配規(guī)劃的有向圖表示

3.6本章小結(jié)

第4章服務(wù)航天器模型的建立

4.1引言

4.2坐標系定義與轉(zhuǎn)換

4.2.1坐標系定義

4.2.2坐標系轉(zhuǎn)換

4.3相對軌道運動模型

4.3.1動力學(xué)模型

4.3.2相對運動顯式方程模型

4.4本章小結(jié)

第5章基于蟻群優(yōu)化算法的空間自主裝配序列規(guī)劃

5.1引言

5.2蟻群優(yōu)化算法

5.2.1蟻群優(yōu)化原理

5.2.2基本蟻群優(yōu)化算法

5.2.3蟻群優(yōu)化算法的改進與應(yīng)用

5.3用于空間自主裝配序列規(guī)劃的改進蟻群優(yōu)化算法

5.3.1裝配序列的表示

5.3.2改進蟻群優(yōu)化算法

5.4基于改進自適應(yīng)蟻群優(yōu)化算法的空間自主裝配序列規(guī)劃

5.4.1裝配序列的表示

5.4.2改進自適應(yīng)蟻群優(yōu)化算法

5.5改進免疫-蟻群算法在空間自主裝配序列規(guī)劃中的應(yīng)用

5.5.1人工免疫算法

5.5.2改進免疫-蟻群算法

5.6算例仿真及結(jié)果分析

5.6.1仿真算例

5.6.2仿真結(jié)果及分析

5.6.3算法比較

5.7本章小結(jié)

第6章面向空間自主裝配任務(wù)的智能協(xié)同規(guī)劃

6.1引言

6.2基于集合勢函數(shù)描述的空間自主協(xié)同裝配問題

6.2.1基于集合勢函數(shù)的空間自主裝配控制規(guī)律

6.2.2基本裝配問題描述

6.3分布式多空間自主機器人環(huán)境下的協(xié)同裝配規(guī)劃策略

6.3.1分布式多空間自主機器人環(huán)境

6.3.2面向協(xié)同裝配規(guī)劃的模型表述

6.3.3協(xié)同裝配規(guī)劃策略

6.4多空間自主機器人協(xié)同裝配的兩級遞階智能規(guī)劃算法

6.4.1空間桁架結(jié)構(gòu)的分層表示法

6.4.2多空間自主機器人連續(xù)裝配策略

6.4.3兩級遞階規(guī)劃概念

6.4.4兩級遞階智能規(guī)劃算法

6.4.5算例研究及分析

6.5本章小結(jié)