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Spacecraft Modeling, Attitude Determination, and Control: Quaternion-Based Approach
Dieses Buch behandelt alle Themen, die mit der Lageregelung von Raumfahrzeugen zusammenhängen: Raumfahrzeuge (einschließlich Lagermessungen, Aktuatoren und Störmomente), Modellierung, Bestimmung und Schätzung der Lage von Raumfahrzeugen und Lageregelung von Raumfahrzeugen. Im Gegensatz zu anderen Büchern, die sich mit diesen Themen befassen, konzentriert sich dieses Buch auf Quaternionen-basierte Methoden, da diese viele Vorteile haben.
Das Buch bietet eine kurze, aber notwendige Einführung in die Darstellung von Rotationssequenzen und häufig verwendeten Referenzrahmen, die die Grundlage für die Lagebeschreibung von Raumfahrzeugen bilden. Anschließend werden die Grundlagen der Lagebestimmung mit Hilfe von Vektormessungen, verschiedene effiziente (auch erst kürzlich entwickelte) Algorithmen zur Lagebestimmung sowie die Instrumente und Methoden gängiger Vektormessungen erörtert. Anhand der verfügbaren Lagemessungen werden Lageregelungsentwürfe für Inertialpunkt- und Nadirausrichtung in Bezug auf die erforderlichen Drehmomente vorgestellt, die unabhängig von den verwendeten Aktuatoren sind.
In Anbetracht der erforderlichen Steuermomente sind einige Aktuatoren nicht in der Lage, die genauen Steuermomente zu erzeugen.
Daher werden Entwurfsmethoden für die Lageregelung von Raumfahrzeugen mit erreichbaren Drehmomenten für diese Aktuatoren (z. B.
magnetische Drehmomentstäbe und Steuermomentkreisel) vorgestellt. Es werden einige strenge Ergebnisse zur Steuerbarkeit vorgelegt. Das Buch umfasst auch die Lageregelung bei einigen speziellen Manövern wie Orbitalaufstieg, Andocken und Rendezvous, die normalerweise in ähnlichen Büchern nicht behandelt werden.
Fast alle Entwurfsmethoden basieren auf modernen, zustandsabhängigen Regelungsansätzen wie der linearen quadratischen Optimalregelung, der robusten Polzuweisungsregelung, der modellprädiktiven Regelung und der Gain Scheduling Control. Es werden Anwendungen dieser Methoden auf Probleme der Lageregelung von Raumfahrzeugen vorgestellt. Für Leser, die mit diesen Themen nicht vertraut sind, werden Anhänge bereitgestellt.
| ISBN: | 9781138331501 |
| Autor: | |
| Verlag: | |
| Einband: | Hardcover |
| Erscheinungsjahr: | 2019 |
| Seitenzahl: | 328 |
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