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| 內容簡介： |
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《航天器制导理论与方法》较系统地介绍航天器制导的基本理论、方法和应用。《航天器制导理论与方法》共10章，主要内容为运载火箭主动段制导、近地航天器轨道机动制导、深空探测器自主制导、航天器再入制导和航天器神经网络智能制导的基本原理与方法。《航天器制导理论与方法》注重理论联系实际，叙述深入浅出，同时给出多个制导方法的仿真实例和MATLAB/Python仿真代码，适合于初学者学习。
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| 目錄：
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目录前言第1章 绪论 1 1.1 控制理论 1 1.1.1 经典控制理论 1 1.1.2 现代控制理论 2 1.1.3 智能控制理论 3 1.2 航天器制导理论 4 1.2.1 自动制导理论 5 1.2.2 自主制导理论 7 1.2.3 智能制导理论 8 1.3 导航、制导与控制系统 10 1.4 航天器制导方法的基本分类 11 1.5航天器制导系统性能评估 12思考题 14第2章 最优控制与数值优化基础 15 2.1 最优控制问题 15 2.2 最优控制理论 16 2.2.1 变分法 17 2.2.2 庞特里亚金极大/极小值原理 20 2.2.3 贝尔曼动态规划法 21 2.3 最优控制问题求解方法 25 2.4 CasADi数值优化求解器 26 2.4.1 符号框架 26 2.4.2 函数对象 36 2.4.3 生成C代码 40 2.4.4 DaeBuilder类 41 2.4.5 最优控制问题求解 43 2.4.6 Opti stack辅助类 49 2.4.7 二次开发软件包 50思考题 54第3章 人工智能与机器学习基础 57 3.1 人工智能基本概念 57 3.2 机器学习基本概念 58 3.3 Linux操作系统与机器学习算法软件包 59 3.3.1 Linux操作系统 59 3.3.2 Python 59 3.3.3 TensorFlow 60 3.3.4 Keras 61 3.3.5 Pytorch 62 3.3.6 Google colab 63 3.4 神经网络与激活函数 65 3.5 神经网络类型 70 3.5.1 前馈神经网络 70 3.5.2 反馈神经网络 72思考题 74第4章 运载火箭主动段摄动制导 75 4.1 摄动制导的基本原理 75 4.1.1 运载火箭导航、制导与控制系统功能 75 4.1.2 外干扰补偿方法 76 4.1.3 摄动制导方法 76 4.2 摄动方法基础 77 4.2.1 正则摄动和奇异摄动 77 4.2.2 渐近级数 79 4.2.3 轨道摄动方法 80 4.3 弹道摄动方程 85 4.3.1 标准条件与标准弹道 85 4.3.2 被动段摄动方程 87 4.3.3 主动段弹道摄动方程 89 4.4 射程控制方案 91 4.4.1 按时间关机的射程控制 91 4.4.2 按速度关机的射程控制 91 4.5 摄动制导计算 94 4.5.1 横向导引计算 95 4.5.2 法向导引计算 96思考题 96第5章 运载火箭主动段迭代制导 97 5.1 显式制导的基本原理 97 5.1.1 近似处理方法 97 5.1.2 预设控制函数方法 100 5.1.3 最优控制方法 101 5.2 迭代制导方法 103 5.3 运载火箭运动方程的简化 104 5.4 最优控制的推导 106 5.5 火箭姿态角的计算 110 5.6 入轨点轨道根数约束的转化 111 5.7 入轨点纬度幅角的迭代计算 112 5.8 剩余时间的迭代计算 112思考题 113第6章 运载火箭主动段数值优化闭环制导 114 6.1 数值优化闭环制导的基本原理 114 6.2 动力学模型及其无量纲化 116 6.3 线性重力假设模型 117 6.4 最大推力推进的数值优化闭环制导 118 6.4.1 最优控制问题描述 118 6.4.2 终端条件化简 120 6.4.3数值求解方法 122 6.5 含无动力推进的数值优化闭环制导 122 6.5.1 最优控制问题描述 122 6.5.2 滑行段开关函数解析判断 124思考题 125第7章 近地航天器轨道机动制导 126 7.1 轨道机动的基本概念 126 7.2 航天器轨道拦截制导 127 7.2.1 Lambert问题 127 7.2.2 多圈Lambert问题 132 7.2.3 轨道拦截制导策略 138 7.3 航天器轨道交会对接制导 141 7.3.1 轨道交会对接制导的基本原理 141 7.3.2 C-W相对运动动力学模型 143 7.3.3 C-W双脉冲交会制导 149思考题 151第8章 深空探测器自主制导 153 8.1 深空探测技术 153 8.1.1 深空探测发展历程 153 8.1.2 深空探测的关键技术 155 8.2 深空探测自主制导典型任务 157 8.3 深空中途修正自主制导 158 8.3.1 中途修正的线性制导方法 158 8.3.2 以位置和速度为终端参数的制导方法 159 8.3.3 深空任务中途修正案例 160 8.4 月面软着陆显式制导 160 8.4.1 月面软着陆动力学模型 161 8.4.2 E制导 162 8.4.3 动力下降制导 164 8.5 小行星绕飞制导 165 8.5.1 小行星引力场模型 166 8.5.2 简化动力学模型 168 8.5.3 基于LQR的绕飞制导 168思考题 174第9章 航天器再入制导 175 9.1 再入过程 175 9.2 再入航天器分类 176 9.2.1 弹道式再入航天器 177 9.2.2 弹道-升力式再入航天器 177 9.2.3 升力式再入航天器 178 9.3航天器再入制导方法 179 9.3.1 标称轨迹制导 179 9.3.2 预测校正制导 179 9.3.3 数值优化闭环制导 180 9.4 基于序列凸优化的一级火箭垂直回收制导原理 180 9.4.1 凸优化方法 180 9.4.2 动力学模型 181 9.4.3 最优控制问题及其序列凸化 182思考题 186第10章 航天器神经网络智能制导 187 10.1 月面软着陆制导最优控制问题 187 10.2 能量最优和燃料最优问题数值优化求解 188 10.2.1 能量最优问题数值优化求解 188 10.2.2 燃料最优问题数值优化求解 192 10.3 训练数据生成 194 10.4 神经网络学习 196 10.5 神经网络智能制导 198思考题 199参考文献 200 附录 202附录 A飞行仿真环境模型 202 A.1 地球模型 202 A.2 大气模型 203附录 B常用坐标系及坐标转换 207 B.1 常用坐标系定义 207 B.2 常用欧拉角定义 209 B.3 坐标系之间的转换 210
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