《空间在轨装配任务规划》研究与论述了大型空间结构系统在轨装配的任务规划技术。全书内容分为十章，分别为绪论、空间在轨服务体系及任务分析、空间大型桁架结构装配模型的建立、服务航天器模型的建立、基于蚁群优化算法的空间自主装配序列规划、面向空间自主装配任务的智能协同规划、基于连续推力模式的敏捷服务航天器运动规划研究，基于脉冲推力模式的近距离在轨服务航天器运动规划研究、多服务航天器协同运动规划研究，以及空间自主装配规划的评价方法研究。
　　《空间在轨装配任务规划》作为一本论述大型空间结构系统在轨装配任务规划技术的专著，既可以作为飞行器设计、空间科学与工程等相关专业的本科生、研究生教材，也可以供从事大型空间系统设计、空间任务设计与分析、空间在轨服务技术研究和应用的科研人员作为参考与指导。

　　1．4  装配序列规划的研究发展概况
　　针对大型的空间结构，在较早的一段时间内，装配序列规划采用的是人工方式，工艺人员根据设计图纸和技术文档，通过分析装配图中部件的几何形状和位置关系，必要时再和设计人员进行讨论，进一步明确设计者的真正意图，然后利用自己的经验规划出产品的装配序列。这种方法耗费大量人力，效率低，且难以保证装配方案的经济性，因此提出了计算机辅助装配规划的需求。
　　计算机辅助装配规划（Computcr Aidcd Assembly Planning，CAAP）的研究始于20世纪80年代初，早期研究一般利用图论的相关知识，通过产品联系图的搜索来寻找可行的装配序列。这种方法需要表达序列的全部解空间，序列的“组合爆炸”不可避免。为了更好地利用装配知识，随着虚拟现实技术的出现，虚拟装配规划成为研究热点，但仅仅凭借人的经验和直觉从众多可行序列中发现优化的装配方案仍然很困难。为使装配成本最小化，有必要寻找最优的装配序列。近年来，一些学者将软计算／人工智能方法运用到装配序列规划问题上，取得了一些成果。计算机、网络技术的快速发展和产品开发协同化模式及全球化装配工厂的形成，进一步提出了对装配方案协同决策的要求，协同装配已逐渐成为新环境下的发展趋势，装配设计和装配规划的协同工作已越来越多地受到学术界和工业界的重视。
　　装配规划方法按照出现的时间顺序可划分为经典装配序列规划方法、虚拟装配序列规划方法、软计算装配序列规划方法和基于网络的装配序列规划方法四种类型。
　　1．4．1  经典装配序列规划方法
　　经典的装配规划是以产品CAD装配模型为基础，主要采用几何推理的方法，通过产品装配建模、装配序列推理和表达、装配序列评价和选择以及装配仿真为产品的面向装配设计和装配工艺规划提供指导和支持。
　　1．4．2  虚拟装配序列规划方法
　　虚拟环境为装配规划的人机协同工作提供了一个拟实的工作空间。虚拟装配是指操作者利用数据手套和三维立体显示设备，通过直接操作三维虚拟零部件来模拟装配／拆卸过程，它无需产品或支撑过程的物理实现，通过分析、先验模型、可视化和数据表达等手段，利用计算机工具来安排或辅助与装配有关的工程决策。
　　虚拟装配过程中，人机可以充分发挥各自的优势，即人通过直觉或装配／拆卸经验决定复杂产品的装配／拆卸过程，但人不能精确地判断出当前所有可能装配／拆卸的部件。
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第1章  绪论
1.1 引言
1.2 空间在轨服务技术研究发展概况
1.2.1 空间在轨服务技术发展概况
1.2.2 空间后勤技术研究概述
1.3 空间在轨装配技术研究发展概况
1.3.1 具有装配辅助的航天员手动装配阶段
1.3.2 空间机器人装配阶段
1.4 装配序列规划的研究发展概况
1.4.1 经典装配序列规划方法
1.4.2 虚拟装配序列规划方法
1.4.3 软计算装配序列规划方法
1.4.4 基于网络的装配序列规划方法
1.5 航天器运动规划方法研究概况
1.5.1 运动规划方法研究概况
1.5.2 航天器运动规划研究概况
1.6 装配协同规划的研究发展概况
1.6.1 协同体系结构
1.6.2 协同规划方法
1.6.3 航天器协同问题的研究现状
1.7 航天器自主体系研究概况
1.8 本书主要内容
第2章  空间在轨服务体系及任务分析
2.1 引言
2.2 空间在轨服务的概念
2.3 空间在轨服务体系
2.3.1 服务体
2.3.2 服务对象
2.4 空间在轨服务任务分析
2.4.1 任务内容
2.4.2 实现方式
2.5 空间在轨装配任务体系研究
2.5.1 装配任务体系分析的目的
2.5.2 装配任务体系分析策略
2.5.3 装配任务体系分析的步骤与流程
2.6 大型空间桁架结构构建方法研究
2.6.1 可展开结构构建
2.6.2 太空成形结构构建
2.6.3 可直立桁架结构构建
2.7 自主服务航天器近距离操作运动规划体系
2.7.1 单个自主服务航天器的规划体系
2.7.2 多自主服务航天器协同规划体系
2.8 本章小结
第3章  空间大型桁架结构装配模型的建立
3.1 引言
3.2 大型空间桁架结构的装配定义
3.2.1 桁架装配定义的数学描述
3.2.2 结构容积单元
3.2.3 桁架结构的装配可行性准则
3.3 基于连接矩阵的大型空间桁架结构装配表示模型
3.3.1 共同杆连接方式的连接矩阵
3.3.2 共同点连接方式的连接矩阵
3.3.3 连接杆连接方式的连接矩阵
3.3.4 连接矩阵建模示例
3.4 大型空间桁架结构的分层规划表示模型
3.4.1 分层状态和规划袁示
3.4.2 分层规划建模策略
3.5 大型空间桁架结构的图形表示模型
3.5.1 四面体桁架结构的坐标系定义
3.5.2 四面体桁架结构的图形表示
3.5.3 四面体桁架结构装配规划的有向图表示
3.6 本章小结
第4章  服务航天器模型的建立
4.1 引言
4.2 坐标系定义与转换
4.2.1 坐标系定义
4.2.2 坐标系转换
4.3 相对轨道运动模型
4.3.1 动力学模型
4.3.2 相对运动显式方程模型
4.4 本章小结
第5章  基于蚁群优化算法的空间自主装配序列规划
5.1 引言
5.2 蚁群优化算法
5.2.1 蚁群优化原理
5.2.2 基本蚁群优化算法
5.2.3 蚁群优化算法的改进与应用
5.3 用于空间自主装配序列规划的改进蚁群优化算法
5.3.1 装配序列的表示
5.3.2 改进蚁群优化算法
5.4 基于改进自适应蚁群优化算法的空间自主装配序列规划
5.4.1 装配序列的表示
5.4.2 改进自适应蚁群优化算法
5.5 改进免疫-蚁群算法在空间自主装配序列规划中的应用
5.5.1 人工免疫算法
5.5.2 改进免疫-蚁群算法
5.6 算例仿真及结果分析
5.6.1 仿真算例
5.6.2 仿真结果及分析
5.6.3 算法比较
5.7 本章小结
第6章  面向空间自主装配任务的智能协同规划
6.1 引言
6.2 基于集合势函数描述的空间自主协同装配问题
6.2.1 基于集合势函数的空间自主装配控制规律
6.2.2 基本装配问题描述
6.3 分布式多空间自主机器人环境下的协同装配规划策略
6.3.1 分布式多空间自主机器人环境
6.3.2 面向协同装配规划的模型表述
6.3.3 协同装配规划策略
6.4 多空间自主机器人协同装配的两级递阶智能规划算法
6.4.1 空间桁架结构的分层表示法
6.4.2 多空间自主机器人连续装配策略
6.4.3 两级递阶规划概念
6.4.4 两级递阶智能规划算法
6.4.5 算例研究及分析
6.5 本章小结
第7章  基于连续推力模式的敏捷服务航天器运动规划研究
7.1 引言
7.2 快速搜索随机树规划方法
7.2.1 规划理论的基本要素
7.2.2 离散规划
7.2.3 基于采样的规划方法
7.2.4 快速搜索随机树规划方法理论与应用
7.3 约束条件
7.3.1 运动动力学约束
7.3.2 几何约束
7.4 基于连续推力模式的敏捷服务航天器运动规划
7.4.1 运动状态的确定与度量
7.4.2 局部规划器
7.4.3 规划问题的基本描述
7.4.4 必然碰撞区
7.4.5 规划方法
7.5 仿真算例
7.6 本章小结
第8章  基于脉冲推力模式的近距离在轨服务航天器运动规划研究
8.1 引言
8.2 概率路标算法
8.2.1 预处理阶段
8.2.2 查询阶段
8.3 约束条件
8.3.1 运动动力学约束
8.3.2 几何约束
8.4 基于脉冲推力模式的近距离服务航天器运动规划
8.4.1 平动运动规划
8.4.2 转动运动规划
8.5 仿真算例
8.6 本章小结
第9章  多服务航天器协同运动规划研究
9.1 引言
9.2 协同问题概述
9.2.1 协同
9.2.2 协同运动规划
9.3 多服务航天器协同运动规划方法
9.3.1 运动规划算法
9.3.2 协调策略
9.4 仿真算例
9.4.1 连续推力模式的敏捷服务航天器协同规划
9.4.2 脉冲推力模式的近距离服务航天器协同规划
9.5 本章小结
第10章  空间自主装配规划的评价方法研究
10.1 引言
10.2 空间自主装配规划的评价标准
10.2.1 空间自主装配规划评价指标的确定
10.2.2 主要评价指标的量化模型
10.3 经典装配规划评价方法
10.4 面向空间自主装配规划的协同式专家决策综合评价方法
10.4.1 专家系统
10.4.2 协同式专家决策系统的设计
10.4.3 装配规划协同式专家决策综合评价方法
10.5 空间自主装配规划的评价流程
10.6 本章小结
参考文献