第1章 绪 论
1.1 空间微重力电磁悬浮技术概述
1.1.1 工作原理
1.1.2 微重力加速度定义
1.1.3 隔振性能定义与计算方法
1.2 国外空间微重力电磁悬浮项目
1.2.1 STABLE
1.2.2 ARIS
1.2.3 MIM系列
1.2.4 g-LIMIT
1.3 中国空间微重力电磁悬浮项目
1.3.1 天舟一号货运飞船主动隔振系统
1.3.2 中国空间站微重力电磁悬浮系统
1.4 空间微重力电磁悬浮系统若干关键技术研究现状
1.4.1 相对运动测量技术
1.4.2 微重力加速度测量技术
1.4.3 电磁作动器技术
1.4.4 控制算法设计技术
1.4.5 当前存在问题分析
1.5 本书主要思路及内容
第2章 空间微重力电磁悬浮系统动力学建模
2.1 坐标系定义和坐标变换矩阵
2.2 惯性空间动力学建模
2.2.1 轨道动力学
2.2.2 姿态动力学
2.2.3 数值仿真及分析
2.3 相对运动动力学建模
2.3.1 非线性模型
2.3.2 线性化模型
2.3.3 模型对比仿真验证
2.4 本章小结
第3章 空间微重力电磁悬浮系统相对运动测量技术
3.1 六自由度相对运动测量模型
3.1.1 任意布局测量模型
3.1.2 三组2D-PSD两两正交测量模型
3.1.3 三组2D-PSD两平行一正交测量模型
3.2 相对运动测量误差影响因素分析
3.2.1 测量模型计算误差
3.2.2 传感器读数误差
3.2.3 传感器安装误差
3.3 相对运动测量标定测试及分析
3.3.1 标定模型
3.3.2 标定试验
3.3.3 结果分析
3.4 本章小结
第4章 空间微重力电磁悬浮系统电磁作动器技术
4.1 电磁作动器工作原理及组成
4.2 电磁作动器非线性输出力建模方法
4.2.1 实验测试设计
4.2.2 多项式回归建模
4.2.3 高斯过程回归建模
4.3 电磁作动器输出力模型测试验证
4.3.1 标定测试实验
4.3.2 实验数据处理
4.3.3 建模精度分析
4.4 本章小结
第5章 空间微重力一级电磁悬浮系统控制技术
5.1 PID控制与主动隔振技术
5.1.1 位移控制
5.1.2 加速度双冲量均匀控制
5.1.3 加速度串级控制
5.1.4 不同控制方法比对
5.2 位移控制策略
5.2.1 控制器设计
5.2.2 对中模式
5.2.3 移动到锁紧位模式
5.3 加速度双冲量均匀控制策略
5.3.1 控制器设计
5.3.2 控制器参数整定
5.4 数值仿真及分析
5.5 本章小结
第6章 空间微重力二级悬浮系统控制技术
6.1 两级隔振控制策略
6.1.1 控制器设计
6.1.2 数值仿真及分析
6.2 舱内无拖曳控制策略
6.2.1 PID控制与无拖曳技术
6.2.2 控制器设计
6.2.3 初始状态优化
6.2.4 数值仿真及分析
6.3 轨迹规划与跟踪控制策略
6.3.1 内体制导与控制方法
6.3.2 外体自抗扰控制
6.3.3 数值仿真及分析
6.4 本章小结
第7章 空间微重力电磁悬浮系统地面测试验证
7.1 三自由度气浮台测试
7.1.1 测试系统介绍
7.1.2 测试结果及分析
7.2 六自由度抛物线飞行测试
7.2.1 平台环境分析与实验设计
7.2.2 测试结果及分析
7.3 本章小结
第8章 空间微重力电磁悬浮技术应用与发展
8.1 天舟一号货运飞船主动隔振系统空间飞行试验
8.1.1 主要飞行试验介绍
8.1.2 天舟一号货运飞船的微重力水平
8.1.3 电磁悬浮控制的微重力水平和隔振性能
8.1.4 数值仿真与空间飞行试验结果比对分析
8.2 中国空间站流体物理实验柜主动隔振系统空间飞行试验
8.2.1 锁紧状态下自检测试
8.2.2 控制算法测试
8.2.3 主要工作模式测试
8.2.4 在轨测试综合分析
8.3 空间微重力电磁悬浮技术拓展应用
8.3.1 超静卫星平台扰动抑制
8.3.2 分布式航天器电磁编队
8.3.3 空间电磁对接分离操控技术
8.4 本章小结
参考文献
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