空间在轨装配任务规划

本书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。 本书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。

目录

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分层状态和规划表示

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