具体描述
本书主要内容包括：直流电路、正弦交流电路、三相电路、磁路与变压器；异步电动机及其控制；工厂供电与安全用电等。
《航天动力学基础与前沿技术》 内容简介 本书旨在系统、深入地介绍航天器动力学与控制领域的核心理论、关键技术及其前沿发展方向。内容覆盖从轨道力学基础到先进姿态动力学、再到复杂轨道机动与深空探测动力学等多个维度，力求为航天工程师、科研人员以及相关专业高年级学生提供一本既具理论深度又富工程实用性的参考书。 第一部分：轨道力学基础与卫星运动学 本书开篇详尽阐述了牛顿万有引力定律在航天领域的具体应用，构建了描述两体运动的基本数学模型。重点分析了开普勒定律的物理意义及其在轨道参数定义中的作用。随后，内容深入到二体问题的解析解法，包括使用拉格朗日点、霍曼转移轨道等经典方法，并对不同类型的轨道（如近地轨道、地球同步轨道、极地轨道）的特性进行了细致的分类和对比。 在卫星运动学的章节中，我们详细讨论了描述航天器姿态的各种数学工具。从最初的欧拉角及其存在的“万向节死锁”问题入手，逐步过渡到更稳健的表示方法，如四元数和旋转矢量。书中通过大量的实例，展示了如何利用这些工具进行坐标系之间的精确转换，并建立了基于刚体力学原理的卫星运动微分方程组。对惯性参考系与任务坐标系的定义与切换规则进行了详尽的数学推导与工程案例分析。 第二部分：航天器姿态动力学与精确控制 本部分是全书的核心，聚焦于航天器姿态的建模、分析与控制。我们首先建立了考虑地球非球形引力（J2项为主）、太阳光压和磁力矩的多力矩耦合模型。对刚体旋转动力学方程（欧拉方程）的求解方法进行了深入探讨，包括对受控与非受控（自由滚转）状态的分析。 在姿态估计与控制方面，本书构建了实用的算法框架。姿态估计部分详细介绍了卡尔曼滤波（KF）及其扩展形式（EKF）在测量不确定性下的最优估计应用，特别是如何融合陀螺仪、磁力计和星敏感器等多种传感器的信息。 姿态控制是本书的工程落脚点。我们系统讲解了PID控制、线性二次调节（LQR）等经典控制理论在航天器姿态稳定中的应用。更进一步，本书引入了滑模变结构控制（SMC）和鲁棒控制方法，用以应对执行机构饱和、外部扰动变化等复杂的非线性工程挑战。针对三轴稳定卫星的对准（Acquisition）与跟踪（Tracking）过程，书中提供了详细的控制律设计步骤和仿真验证结果。 第三部分：轨道机动与轨道维持技术 本部分侧重于如何高效、精确地改变航天器的轨道状态。从基础的最小能耗转移（如霍曼转移、双椭圆转移）开始，逐步提升到更具实战意义的轨道摄动分析。我们详细分析了大气阻力、地球非球形引力、月球和太阳摄动对卫星轨道的影响机制，并给出了维持既定轨道的摄动补偿策略。 本书对轨道维持（Station-Keeping）技术进行了专门的论述，特别是针对高轨道（GEO）卫星的南北向和东西向保持策略，以及低轨（LEO）卫星的轨道衰减控制。 在先进机动方面，本书引入了低推力轨道转移（如螺旋上升/下降）的动力学模型。利用庞加莱截面和平均化原理，分析了离子电推进系统在长周期任务中的优化路径规划，这对深空探测任务的能源效率至关重要。 第四部分：前沿与交叉领域探索 本部分面向未来航天任务的需求，探讨了动力学与控制领域的最新研究方向。 首先，深入剖析了相对运动动力学。这对于卫星编队飞行、在轨服务（如对接、维修）至关重要。书中推导了基于虚拟轨道法的编队相对动力学方程，并设计了基于线性二次高斯（LQG）的编队保持与构形重构控制方案。 其次，对非合作目标捕获与交会对接（Rendezvous and Docking）的动力学模型进行了详尽的阐述。重点讨论了非合作目标姿态不确定性下的相对导航方法，以及如何设计能够在近距离复杂环境下保持高鲁棒性的最终段制导与控制律。 最后，本书对行星际飞行动力学进行了概览，介绍了引力弹弓效应的原理和应用，并探讨了使用四体或多体动力学模型进行深空探测器轨迹优化的挑战与前沿算法，例如摄动控制与最优转移的应用。 总结 《航天动力学基础与前沿技术》内容组织逻辑严谨，理论推导详尽，同时紧密结合了当代航天工程的实际需求。本书不仅是理解航天器如何运动的理论基石，更是掌握如何精确控制航天器姿态与轨道的实用指南，适合作为专业教材和工程实践手册使用。通过本书的学习，读者将能够全面掌握现代航天动力学和控制系统的设计、分析与优化能力。
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