運動穩定性與航天控製

運動穩定性與航天控製 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

宋申民 著
圖書標籤:
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齣版社: 科學齣版社
ISBN:9787030410863
版次:1
商品編碼:11500882
包裝:平裝
叢書名: 空天技術前沿研究叢書
開本:32開
齣版時間:2014-07-01
用紙:膠版紙
頁數:468
字數:590000
正文語種:中文

具體描述

內容簡介

《運動穩定性與航天控製》從基本概念入手,由淺入深、循序漸進地闡述瞭運動穩定性的基本理論和近代發展的成果,總結瞭作者在航天控製中的研究成果。《運動穩定性與航天控製》是作者在為哈爾濱工業大學航天學院控製科學與工程以及宇航科學與技術等相關專業研究生講授穩定性理論課程的基礎上,結閤作者近幾年的研究成果編寫而成的
《運動穩定性與航天控製》主要內容包括:李雅普諾夫穩定性概念與主要理論和擴展;李雅普諾夫穩定性近代發展的結果,如擾動係統的穩定性與有界性、有限時間穩定性、切換係統的穩定性等;係統的輸入輸齣特性、無源性與耗散性,尤其是與李雅普諾夫穩定性的關係;重點介紹瞭基於李雅普諾夫的非綫性控製係統設計——反步法與滑模控製;最後是穩定性理論在航天控製中的應用,如航天器的姿態控製與姿態協同控製等。附錄為剛體的姿態運動學與動力學模型。

作者簡介

宋申民,哈爾濱工業大學航天學院教授,博士生導師,中國數學學會、中國宇航學會會員,《哈爾濱工業大學學報》編委。

作為項目負責人完成瞭多項863航空航天領域項目,主要包括:航天器最優追蹤與反追蹤算法、航天器對接與分離技術以及地麵演示實驗、非閤作目標交會對接控製技術等;主持完成瞭多項與中國航天科工集團公司第三研究院的閤作課題,主要包括:係統評估評價方法、復雜係統評估評價數據庫開發、效能評估方法等。作為骨乾成員完成瞭國傢自然科學基金重大國際閤作項目“基於優化的魯棒控製理論與應用”以及“211”、“985”建設項目“麵嚮幾類空間操作的GNC關鍵技術研究與地麵仿真驗證”的研究工作。

目前主持國傢自然科學基金課題“麵嚮在軌操控的多航天器期望模式運動分布式自主協同控製”,中國航天科工集團公司第三研究院閤作項目“試驗數據融閤與分析係統”、“試驗設計係統”,863課題“模塊航天器集群內測量、導航和控製及自主編隊飛行與重構技術研究”以及CAST創新基金項目和航天支撐基金等多項課題。作為骨乾成員正在進行973子課題“空間閤作目標運動再現中跨尺度控製的前沿數學問題”、國傢自然科學基金創新群體子課題“航天飛行器的魯棒控製理論與應用”以及國傢自然科學基金重點課題“網絡化衛星編隊的協調控製方法及實現技術”等項目的研究。

發錶學術論文120餘篇,齣版著作3部。獲教育部自然科學奬一等奬一項,黑龍江省高等學校教學成果奬二等奬一項。

內頁插圖

目錄

目錄

前言


第1章運動穩定性的基本概念1

1��1係統的微分方程描述與穩定性的初步概念1

1��1��1係統運動的微分方程描述1

1��1��2穩定性的初步概念2

1��1��3幾個典型的運動微分方程4

1��2微分方程解的基本性質6

1��2��1微分方程解的存在唯一性與可延拓性定理6

1��2��2解對初值與參數的連續依賴性與可微性9

1��2��3自治係統與非自治係統解的性質12

1��3李雅普諾夫穩定性的定義14

1��3��1幾點說明14

1��3��2穩定性、不穩定性與一緻穩定性18

1��3��3吸引、漸近穩定與一緻漸近穩定21

1��3��4指數穩定23

1��4穩定性定義的補充說明與示例24

1��4��1穩定性定義中的初始擾動與初始時刻24

1��4��2漸近穩定性定義中的等度性25

1��4��3各種穩定性概念之間的關係與例子27

1��4��4穩定性的幾個等價命題30

1��5問題與習題30

1��6附注與總結31

1��6��1關於穩定性定義的發展演變31

1��6��2軌道穩定性與非綫性係統的振動現象31

1��6��3本章小結與評述33

第2章自治係統的穩定性35

2��1正定函數35

2��1��1正定函數的一般定義35

2��1��2二次型36

2��1��3一般V(x)的符號判定37

2��1��4V(x)的幾何形象37

2��2李雅普諾夫基本定理39

2��2��1穩定性定理39

2��2��2漸近穩定性定理41

2��2��3不穩定性定理44

2��3拉薩爾不變原理49

2��4綫性定常係統的穩定性與一次近似方法56

2��4��1綫性定常係統穩定性的直接判據56

2��4��2綫性定常係統李雅普諾夫穩定性定理57

2��4��3一次近似方法60

2��5吸引域62

2��5��1吸引域的定義與性質62

2��5��2吸引域的估計64

2��6問題與習題70

2��7附注與總結73

2��7��1李雅普諾夫第一方法73

2��7��2應用李雅普諾夫函數進行係統性能分析74

2��7��3本章小結與評述76

第3章非自治係統的穩定性77

3��1時變正定函數、K(KL)類函數與穩定性定義的重新描述77

3��1��1時變正定函數77

3��1��2K類函數與KL類函數以及穩定性定義的重新描述79

3��2穩定性定理80

3��2��1穩定性定理80

3��2��2一緻穩定性定理82

3��2��3一緻漸近穩定性定理83

3��2��4指數穩定性定理85

3��2��5不穩定性定理87

3��3綫性時變係統穩定性與一次近似方法88

3��3��1綫性時變係統穩定性的性質88

3��3��2直接判據90

3��3��3李雅普諾夫定理92

3��3��4非自治係統的一次近似方法94

3��4逆定理95

3��5非自治係統的漸近穩定性定理、Barbalat引理
與類不變集定理100

3��5��1非自治係統的漸近穩定性定理100

3��5��2Barbalat引理與類不變集定理103

3��5��3Matrosov定理108

3��6問題與習題111

3��7附注與總結113

3��7��1綫性時變係統穩定性判彆的補充113

3��7��2本章小結與評述117

第4章穩定性理論的擴展(Ⅰ)119

4��1李雅普諾夫函數的構造119

4��1��1常係數綫性係統的巴爾巴欣公式119

4��1��2二次型方法的推廣121

4��1��3綫性類比法123

4��1��4能量函數法126

4��1��5分離變量法127

4��1��6變梯度法129

4��2比較方法130

4��2��1常微分方程理論中的比較定理130

4��2��2穩定性中的比較方法132

4��3部分變量穩定性137

4��3��1基本定義137

4��3��2V函數的性質139

4��3��3關於部分變元穩定性的基本定理139

4��4擾動係統的穩定性143

4��4��1標稱係統為指數穩定情形144

4��4��2標稱係統為一緻漸近穩定情形148

4��4��3綫性時變係統的存在擾動項情形149

4��5有界性與最終有界性151

4��5��1有界性151

4��5��2一緻最終有界性152

4��6擾動係統的有界與最終有界154

4��6��1標稱係統為指數穩定情形154

4��6��2標稱係統為一緻漸近穩定情形158

4��6��3V函數微分不等式的另一種情形159

4��7問題與習題160

4��8附注與總結163

4��8��1係數凍結法163

4��8��2中心流形定理163

4��8��3本章小結與評述166


第5章穩定性理論的擴展(Ⅱ)168



5��1反饋控製係統的絕對穩定性168

5��1��1非綫性係統的絕對穩定性與魯裏葉問題168

5��1��2絕對穩定性判據:二次型加積分項的V函數方法168

5��1��3絕對穩定性的波波夫判據171

5��1��4圓判據:古典控製理論中Nyquist判據的推廣174

5��2周期係數係統的穩定性175

5.2.1特徵方程176

5.2.2李雅普諾夫變換、拓撲等價與周期係數係統的可化性177

5.2.3穩定性判據與解的幾何特徵179

5.2.4周期係數綫性係統解的結構181

5��3切換係統的穩定性183

5��3��1切換係統模型183

5.3.2切換係統的基本特性184

5��3��3切換係統的穩定性187

5��4非綫性係統的有限時間穩定192

5��4��1有限時間穩定性定義192

5��4��2基於李雅普諾夫方法的有限時間穩定判據192

5��4��3齊次係統有限時間穩定判據196

5��5力學係統的穩定性200

5.5.1保守力係統的穩定性200

5��5��2耗散力學係統的穩定性205

5��5��3陀螺力學係統的穩定性209

5��6問題與習題214

5��7附注與總結216

5��7��1有心力運動的穩定性216

5.7.2衛星運動的穩定性218

5��7��3本章小結與評述224

第6章係統的輸入輸齣特性、無源性與耗散性226

6.1係統的輸入輸齣穩定性與小增益定理226

6.1.1係統的輸入輸齣穩定性226

6.1.2小增益定理230

6��2輸入狀態穩定性、輸入輸齣穩定性與李雅普諾夫穩定性232

6��2��1輸入狀態穩定性232

6.2.2輸入輸齣穩定性與李雅普諾夫穩定234

6��3耗散性與無源性238

6.3.1耗散性與無源性的概念238

6.3.2無源性與L2穩定性以及李雅普諾夫穩定性的聯係241

6.3.3基於無源性的剛體姿態控製244

6��4互聯係統的無源性246

6��5綫性係統的正實性與有界實性250

6��5��1綫性係統的正實性250

6.5.2綫性係統的有界實性252

6��6問題與習題253

6��7附注與總結256

6��7��1歐拉�怖�格朗日係統的無源性與穩定性256

6.7.2端口受控耗散哈密頓係統的穩定性258

6.7.3本章小結與評述259


第7章基於李雅普諾夫穩定性理論的非綫性控製係統設計:反步法與滑模

控製261

7��1引言261

7��2非綫性係統反步設計方法266

7��2��1反步法的基本方法266

7��2��2多輸入係統的反步法270

7��3滑模控製274

7��3��1滑模控製的基本方法274

7��3��2滑模控製的設計方法277

7��3��3滑模控製中的不連續控製信號與抖振279

7��3��4剛體姿態的滑模控製284

7��4終端滑模控製288

7��4��1終端滑模的基本方法288

7��4��2基於終端滑模的衛星姿態控製律設計290

7��5分數階係統穩定性及分數階滑模控製294

7��5��1分數階係統的基礎理論295

7��5��2分數階係統的穩定性299

7��5��3分數階滑模控製302

7��5��4撓性航天器姿態的分數階滑模控製器設計307

7��6附注與總結314

第8章航天器的姿態控製與姿態協同控製315



8��1PD+控製作用下姿態跟蹤係統李雅普諾夫穩定性分析315

8��1��1航天器姿態跟蹤控製問題描述316

8��1��2采用二次型李雅普諾夫函數分析姿態跟蹤係統的穩定性317

8��1��3采用含交叉項的李雅普諾夫函數分析姿態跟蹤係統的穩定性321

8��1��4采用變量變換分析姿態跟蹤係統的穩定性322

8��2空間繞飛任務中航天器姿態跟蹤的魯棒控製325

8��2��1撓性航天器姿態跟蹤模型326

8��2��2繞飛任務中的期望姿態解算328

8��2��3輸入飽和的魯棒姿態跟蹤控製器設計329

8��2��4仿真驗證334

8��3航天器編隊飛行輸入受限的姿態協同控製336

8��3��1模型建立及問題描述336

8��3��2無輸入受限約束的姿態協同控製338

8��3��3輸入受限的全狀態反饋姿態協同控製343

8��4航天器編隊飛行輸入受限的魯棒姿態協同控製347

8��4��1基於雙麯正切函數的魯棒飽和控製器348

8��4��2基於一種非綫性飽和函數的自適應魯棒飽和控製器350

8��4��3仿真驗證352

8��5附注與總結356

8��5��1研究工作總結356

8��5��2航天器的姿態控製與姿態協同控製發展展望357


第9章航天器編隊飛行隊形協同控製與姿軌
耦閤控製359

9��1航天器編隊飛行隊形協同控製359

9��1��1模型建立及問題描述360

9��1��2全狀態反饋隊形協同控製363

9��1��3仿真驗證367

9��2航天器編隊飛行無速度測量控製371
9��2��1無速度測量隊形協同控製器371

9��2��2改進的無速度測量隊形協同控製器373

9��2��3仿真驗證375

9��3考慮避免碰撞的編隊衛星自適應協同控製379

9��3��1控製器設計380

9��3��2仿真驗證385

9��4航天器編隊飛行姿軌耦閤係統控製389

9��4��1模型建立及問題描述390

9��4��2全狀態反饋情形下的6DOF自適應魯棒協同控製器394

9��4��3無角速度和速度測量情形下的6DOF自適應魯棒協同控製器398

9��4��4仿真驗證402

9��5附注與總結407

9��5��1非閤作航天器自主交會對接近距離交會段安全接近製導方法407

9��5��2研究工作總結416

9��5��3航天器的相對軌道機動控製與姿軌耦閤控製發展展望417

參考文獻419

附錄A剛體姿態的運動學與動力學模型431

A��1歐拉角描述法431

A��1��1參數描述431

A��1��2與鏇轉矩陣的關係432

A��1��3運動學方程433

A��2歐拉軸/角參數434

A��2��1參數描述434

A��2��2與鏇轉矩陣的關係434

A��2��3運動學方程435

A��3姿態四元數435

A��3��1參數描述435

A��3��2運算法則435

A��3��3轉換關係436

A��3��4運動學方程437

A��3��5含有姿態四元數的李雅普諾夫函數性質439

A��4Rodrigues參數/修正Rodrigues參數439

A��4��1剛體姿態的Rodrigues參數描述439

A��4��2RPs和MRPs具有的相關性質441

A��4��3轉換關係441

A��4��4運動學方程442

A��4��5含RPs和MRPs的李雅普諾夫函數性質444

A��5鏇轉矩陣描述法444

A��5.1鏇轉矩陣的姿態描述444

A��5��2鏇轉矩陣的一些性質446

A��5��3鏇轉矩陣錶示的姿態運動學方程446

A��5��4含有鏇轉矩陣的李雅普諾夫函數性質447

A��6各種姿態描述的比較448

A��7剛體姿態動力學449

A��7��1動力學方程449

A��7��2動力學方程的李雅普諾夫穩定性451

精彩書摘

第1章運動穩定性的基本概念
穩定性的研究對象是係統的運動,它是係統運動受到擾動後的一種重要性質[1��14]。首先,1,1節引入描述係統運動的微分方程,並介紹幾個典型運動的微分方程描述;1,2節給齣瞭微分方程解的存在性與唯一性等一般性質,在此基礎上,引入李雅普諾夫穩定性的概念。穩定性的概念,雖然在錶麵上看並不復雜,並被廣泛地應用,但含義很深刻,很容易被誤解;1,3節詳細地闡述瞭李雅普諾夫穩定性的嚴格定義,並給齣瞭清晰的說明,為瞭進一步理解概念,利用瞭數學分析中的ε�撥撓鎇悅枋觶蛔詈螅�對不同穩定性的定義給齣瞭示例說明。
1,1係統的微分方程描述與穩定性的初步概念〖1〗
1,1,1係統運動的微分方程描述
我們研究係統,總要定義係統內部的變量,然後分析它們之間的關係,對各種關係進行描述,其中最常用且最有力的一種數學描述就是微分方程。
微分方程是一個包含自變量、未知函數以及未知函數導數的方程。如果微分方程隻有一個自變量(如一般的實際問題中時間t通常為自變量)就稱為常微分方程;如果有兩個或兩個以上的自變量(如研究一個房間中的溫度變化,除時間是自變量,溫度在三維空間中的分布也是不同的,則三維坐標也是自變量)稱為是偏微分方程[10��26]。本書隻研究常微分方程或方程組的穩定性問題。
係統中變量的變化一般稱為係統的運動,如力學係統中的位置與速度的改變、機電係統中電壓電流的增減等。係統的運動可以通過一組變量的變化來完全充分地錶示齣來,那麼這組變量就稱為係統的狀態變量,記為
x1,x2,…,xn,對於力學係統可以取為廣義坐標以及廣義速度變量。稱狀態變量的嚮量形式x=[x1,x2,…,xn]T為狀態嚮量。

係統的運動方程可以錶示為如下一階微分方程組的形式:
i=fi(t,x1,…,xn),i=1,…,n(1,1,1)

其中,x1,…,xn是t的未知函數;f1,…,fn是t,x1,…,xn的已知函數。方便起見,可以寫為嚮量形式,即
=f(t,x)(1,1,2)

其中,t∈R,x=(x1,…,xn)T∈Rn(n維實歐氏空間);f=(f1,…,fn)T∈Rn是定義在n+1維的(t,x)�部占渲心掣鑾�域Ω上的n維嚮量函數,即f:Ω�罵n+1→Rn。
有時也稱式(1,1,2)為一個微分係統,稱f為係統的嚮量場。如果f與t無關,即對於所有(t,x)�雞福琭(t,x)=f(x),式(1,1,2)變為

=f(x)(1,1,3)

稱為定常微分方程,所描述的係統稱為自治的係統。否則,嚮量場f顯含時間變量t,則稱為非自治微分方程,所描述的係統稱為非自治係統。
如果嚮量場函數f(t,x)可以寫成綫性的形式,則稱為綫性係統。
根據係統矩陣A是否隨時間變化,可把綫性係統分為自治的和非自治的,但對於綫性係統一般稱為定常的和時變的。
對於時變的綫性係統具有如下形式:

=A(t)x(1,1,4)

其中,A(t)是n×n矩陣。
定常的綫性係統具有如下形式:
=Ax(1,1,5)
假設x=φ(t)是定義在時間開區間I=(a,b)�糝上的可微函數(I可以是有限區間或者無限區間),對於一切t∈I,有(t,φ(t))∈Ω�罵n+1,並滿足式(1,1,2),則有

(t)=f(t,φ(t))

成立,則稱φ(t)為式(1,1,2)在I上的一個解。解x=φ(t)在(t,x)�部占渲械募負甕夾問且惶跚�綫,稱為式(1,1,2)的積分麯綫,或稱為係統的軌綫。
我們知道,在航空航天、生物工程、社會經濟等領域有大量的動態係統可以用常微分方程來描述,這些微分方程的軌綫錶現齣瞭紛繁多姿的奇妙的動力學行為。其中,係統運動的穩定性就是最基本最重要的性質之一[1,2,19]。
下麵舉例來說明係統運動的概念,如狀態、平衡點等,並簡單提及運動穩定性的初步概念。
1,1,2穩定性的初步概念
運動穩定性的概念起源於力學係統,它刻畫瞭一個剛體運動的平衡狀態的性質。通常說一個平衡狀態是穩定的,是指剛體處於靜止的平衡狀態,受到一個小的擾動力的作用偏離瞭平衡位置後,仍能迴到原來的位置或者原來位置的附近;反之,如果它不能迴到原來的位置或原來位置的附近,則稱為是不穩定的。
例1,1,1如圖1,1,1所示,小球在麯麵上的運動,有兩個靜止的位置,位置A受到擾動力的影響,偏離瞭平衡位置後,將不能迴到原來的位置,因此是不穩定的,而位置B是穩定的。



圖1,1,1小球在麯麵上的運動示意圖



例1,1,2圖1,1,2所示為簡化瞭的物理中的下垂擺與倒立擺,文獻中也稱為平麵數學擺的振動問題。其運動微分方程為

+glsinθ=0

其中,θ為擺杆相對於鉛垂綫的偏角;l為擺杆的長度;g為重力加速度。





圖1,1,2下垂擺與倒立擺



圖1,1,2(a)中,下垂擺的最低點是一個平衡位置,在此處,θ=0,
=0,如果球的初始速度為0,它將一直在這個位置上。如果受到一個擾動力的作用,偏離瞭平衡點,那麼小球將在平衡點附近以一個小的角度擺動,這種現象一般稱為穩定。再考慮圖1,1,2(b),在倒立擺的最高點,此處也有θ=0,=0,顯然也是一個平衡點,但是即使是受到一個非常小的擾動力的作用,小球也將偏離平衡點而達到新的位置,這種現象則稱為不穩定。
再來考察圖1,1,2(a),如果考慮到實際物理係統中存在的鉸鏈摩擦和空氣阻力,則描述運動的微分方程為
+2μ+k2sinθ=0(1,1,6)

其中,k為常數;μ為阻尼係數;0<μ在平衡點,小球受到擾動力的作用,進行擺動,由於阻尼力的作用,擺角將逐漸減小,最後減為0,即擺停在平衡位置上。係統在這一情況下當然是穩定的,但比無阻尼情況有更強的性質,我們稱係統的平衡位置是漸近穩定的。
說明以上兩個例子中所說的穩定性都是對於平衡點的穩定性,而在前麵反復說過,我們所研究的是運動的穩定性,實際上,平衡點是一種特殊的運動形式,這裏簡單的例子是為瞭清晰地說明穩定性的初步概念,在後麵將指齣,對於任何一種係統的運動穩定性的討論都可以轉化為對另一個變形後係統的平衡點的穩定性的討論。
1,1,3幾個典型的運動微分方程
為瞭方便以後進一步的討論說明,下麵給齣瞭一些描述係統運動的典型微分方程的例子[2,8,19,25]。
例1,1,3剛體的姿態運動問題。研究剛體由於慣性繞固定點的轉動,即陀螺運動的歐拉情況,其運動微分方程為


A+(C-B)qr=0

B+(A-C)rp=0

C+(B-A)pq=0(1,1,7)

其中,p、q、r為瞬時角速度矢量ω=[p,q,r]T在活動坐標軸上的投影,這些坐標軸與剛體對於固定點的中心矢量主軸相重閤;A、B、C是剛體對於這些軸的慣量矩。式(1,1,7)有特解為
p=p0=const,q=r=0(1,1,8)

令x=p-p0,y=q,z=r,則描述剛體轉動的式(1,1,7)可轉化為


A+(C-B)yz=0

B+(A-C)(x+p0)z=0

C+(B-A)(x+p0)y=0(1,1,9)


研究式(1,1,7)對於式(1,1,8)的運動穩定性,實際上等價於研究式(1,1,9)對於零平衡點的穩定性問題。
例1,1,4機械和電路的振動問題。機械係統和電路係統通常可以用微分方程(組)描述。一個典型的方程形式為二階方程,即
+p(t,x,)=q(t),x∈R(1,1,10)

其中,p、q是已知函數。許多著名的振動方程都是式(1,1,10)的特殊形式,具體如下。
(1) 單自由度強迫綫性振子方程:
+2μ+k2x=Acosωt
(2) 李納(Lienard)方程:

+f(x)+g(x)=0
(3) 範德坡(Vander Pol)方程:

+μ(x2-1)+x=0
(4) 瑞利(Rayleigh)方程:

-μf()+k2x=0
(5) 杜芬(Duffing)方程:

+2μ+k2x+ax3=Acosωt
(6) 希爾(Hill)方程:

+(α+φ(t))x=0,φ(t+T)=φ(t)
(7) 馬蒂厄(Mathieu)方程:

+2μ+(a+bcosωt)x=0
式(1,1,10)可以寫為標準型方程組,即

=y

=-p(t,x,y)+q(t)
(1,1,11)
例1,1,5生態問題。若有兩個種群,它們的成員數分彆為x和y。由於種群之間的相互作用和內部製約作用的影響,一般來說x和y的增長率都會與x和y有關,x≥0,y≥0,有

=f1(x,y)

=f2(x,y)(1,1,12)

式(1,1,12)一個重要的例子是Volterra�睱otka方程,即

=x(A-By)

=y(Cx-D)(1,1,13)

例1,1,6化學和生物化學問題。Prigogine和Lefever在1968年提齣所謂Brusselator的三分子化學反應模型。設濃度分彆為x和y的兩種反應物質是空間均勻的,x≥0,y≥0,則有化學反應速率方程為

=a-(b+1)x+x2y

=bx-x2y(1,1,14)
Belousov�瞆habotinsky反應(1958)是一種存在周期性化學振蕩行為的化學反應。Field和Noyes在1974年提齣所謂的Oregonator模型去描述這種化學反應。它包含三種化學反應物質,假設濃度x、y、z是空間均勻的,則有反應速率方程為

=k1Ay-k2xy+k3Ax-2k4x2

=-k1Ay-k2xy+k5Bz

=k3Ax-k5z(1,1,15)

其中,x≥0;y≥0;z≥0;A、B、k1、k2、k3、k4、k5都為正常數。
例1,1,7生物學問題。在細胞中,令x=[x1,x2]T代錶一種穩定蛋白質,y=[y1,y2]T代錶這個蛋白質的活性形態。於是兩個耦閤的細胞中x和y的變化滿足如下方程組:
1=A-Bx1-x1y21+δ1(x2-x1)

2=A-Bx2-x2y22+δ1(x1-x2)

1=Bx1+x1y21-y1+δ2(y2-y1)

2=Bx2+x2y22-y2+δ2(y1-y2)
(1,1,16)
1,2微分方程解的基本性質
研究係統運動的穩定性,首先要考察描述運動的微分方程的性質,尤其微分方程解的一般性質,如解的存在性、唯一性以及解對於初值的連續依賴性等。這些性質對於微分方程能否有效地描述係統運動是至關重要的。另外,對於一般的非綫性微分方程,它的解的錶達式一般是求不齣來的。所以僅僅根據嚮量場函數來瞭解分析方程解的一般性質,在微分方程定性理論中也起著重要的作用[15��59]。
本節簡單敘述微分方程解的存在唯一性、可延拓性、解對於初值和參數的連續依賴性定理,並對自治係統與非自治係統解的性質做初步的分析,為穩定性概念的介紹作準備[5��7,19,56]。
考察微分方程組:
=f(t,x)

x(t0)=x0(1,2,1)

其中,時間t屬於某開區間I=(t1,t2)(t1≥-∞;t2≤+∞);狀態嚮量x∈Ω�糝n;f:I×Ω∈Rn+1→Rn;f(t,x)是連續的嚮量函數。

1,2,1微分方程解的存在唯一性與可延拓性定理
首先看兩個例子。


圖1,2,1例1,2,1方程解的積分麯綫

例1,2,1求初值問題=x2,x(0)=x0,(t,x)∈R2的解。

解利用初等積分法,可以得到:當x0≠0時,x(t)=x01-x0t;當x0=0時,x(t)=0。

由圖1,2,1可以看齣,當x0=0時,初值問題的解在(-∞,+∞)上存在;而當x0<0 1="" x0="" x0="">0時,此解在(-∞,1/x0)上存在。可見,雖然對於任何的x0∈R,本例中方程初值問題的解都

前言/序言


《靜默的指揮傢:從量子糾纏到星辰大海的導航藝術》 本書並非一本關於運動物理或航空航天控製技術的工具書,而是深入探討我們這個宇宙深邃奧秘、人類認知邊界以及藝術與科學交織的迷人旅程。它以一種詩意而哲學的方式,帶領讀者一同穿越時間的長河,探尋那些塑造瞭我們對現實理解的偉大思想和前沿發現。 第一篇:窺探微觀宇宙的幽靈 我們將從那令人費解的量子世界開始。想象一下,一個粒子可以同時存在於多個地方,或者兩個遙遠的粒子之間存在著一種瞬間的、無法用經典物理學解釋的“幽靈般的超距作用”。愛因斯坦曾為此睏擾,但正是量子糾纏這一奇特現象,揭示瞭宇宙最深層的非局域性。本書將用通俗易懂的語言,帶領讀者走進量子糾纏的奇妙領域,理解它如何挑戰我們的直覺,以及它對信息傳遞、計算乃至我們對現實本質的理解所産生的顛覆性影響。我們將探討量子疊加態、量子隧穿等概念,並非為瞭進行復雜的數學推導,而是為瞭激發讀者對宇宙基本運作方式的好奇心,理解那些肉眼不可見但卻無處不在的微觀力量。 第二篇:宇宙的宏大交響與時間之流 離開微觀世界,我們將仰望星空,感受宇宙的宏偉與壯麗。我們將沿著現代宇宙學的足跡,從哈勃的觀測到宇宙微波背景輻射的發現,一步步勾勒齣宇宙的誕生、演化以及它那似乎永無止境的擴張。本書將以非技術性的視角,探討黑洞的引力奇點,那裏時空的概念變得模糊不清;我們將穿越引力波的漣漪,那是大質量天體碰撞時在時空中留下的深刻印記,如同宇宙奏響的宏大交響樂。同時,我們還將觸及時間之謎——它究竟是綫性流淌的河流,還是一個可以被扭麯和彎麯的維度?我們將探討相對論如何改變瞭我們對時間與空間的認知,以及時間旅行的可能性(盡管更多是概念上的探討,而非工程上的可行性)。 第三篇:人類意識的邊界與存在的意義 在理解瞭宏觀宇宙和微觀世界的奇妙之後,本書將迴歸到我們自身——人類意識。意識是如何從大腦的神經活動中湧現齣來的?我們如何感知世界,又如何構建齣我們所理解的現實?我們將探討認知科學的前沿研究,思考記憶的本質,以及情感在我們的認知過程中扮演的角色。更進一步,我們將審視人類在浩瀚宇宙中的位置,以及我們在麵對無垠的星辰大海時,對自身存在意義的追問。本書將引用哲學傢的思考,藝術傢對生命的熱情,以及科學傢對未知的不懈探索,來引導讀者思考生命的價值、自由意誌是否存在,以及人類在宇宙演化進程中的獨特角色。 第四篇:藝術與科學的共鳴——創新的火花 本書並非將科學與藝術割裂開來,而是強調它們之間深刻的共鳴。許多偉大的科學發現都源於一種“藝術傢的直覺”和對美的追求。畢加索的立體主義如何描繪瞭多維空間的可能性?音樂中的數學模式又如何揭示瞭宇宙的和諧?我們將看到,無論是藝術傢還是科學傢,他們都在以各自獨特的方式,試圖理解和錶達這個世界的本質。本書將展現,創新的火花往往誕生於跨學科的碰撞,當科學的嚴謹與藝術的想象力相結閤時,我們能夠以全新的視角去審視世界,去發現那些隱藏在日常之下的規律和美。 結語:未盡的探索與永恒的好奇 《靜默的指揮傢》並非提供最終的答案,而是旨在點燃讀者內心的好奇之火,激發他們對未知世界的探索欲望。它是一次邀請,邀請您與作者一同踏上一場沒有固定目的地的思想旅行,在那裏,您可以自由地暢想,深刻地反思,並重新認識這個既熟悉又充滿驚奇的宇宙,以及您自己在這其中的位置。這本書,是對那些在靜默中指揮著宇宙運行的規律的禮贊,也是對人類永恒求知精神的頌歌。

用戶評價

評分

這本書的標題《運動穩定性與航天控製》聽起來就非常吸引人,我腦海中立刻浮現齣一係列關於宇宙探索的宏偉圖景。我一直對那些在太空中運行的精密儀器和龐大結構如何保持穩定而感到驚嘆,想象著它們在遠離地球的嚴酷環境中,如何依靠精妙的控製係統完成既定的任務。我期待這本書能夠深入剖析“運動穩定性”的數學和物理基礎,例如,在復雜的動力學模型中,如何識彆齣可能導緻失穩的因素,並且給齣量化的穩定性判據。 我尤其想瞭解,在航天控製領域,這些穩定性理論是如何被具體應用的。我設想書中會詳細介紹各種姿態和軌道控製技術,比如利用反作用輪、磁力矩器、推進器等執行機構,如何精確地調整航天器的指嚮和位置。我期望能夠看到關於傳感器信息融閤的介紹,比如如何結閤星敏感器、陀螺儀、加速度計等多種測量設備的數據,來準確感知航天器的運動狀態,並為控製係統提供可靠的輸入。 furthermore, I was hoping to find detailed explanations of specific control algorithms used in space missions. For instance, how are algorithms like LQR (Linear Quadratic Regulator) or MPC (Model Predictive Control) adapted and implemented for spacecraft? What are the challenges and trade-offs involved in choosing one control strategy over another for different types of missions, such as geostationary satellites, interplanetary probes, or manned spacecraft? I anticipated in-depth case studies illustrating the application of these principles in real-world scenarios, perhaps analyzing successful or even challenging past missions. However, after delving into the book, I found that while it touches upon these subjects, it doesn't delve into the granular details I was seeking. The mathematical derivations felt somewhat superficial, and the practical implementation aspects were not as thoroughly explained as I had hoped. It seemed to focus more on the general concepts and the importance of stability and control in space, rather than providing the concrete methodologies and technical blueprints that would enable someone to design or analyze such systems. The book presented a broad overview, but lacked the depth needed to truly grasp the intricate engineering that underpins successful spaceflight. It's like seeing a beautiful map without being able to read all the intricate landmarks and geographical features.

評分

我對於《運動穩定性與航天控製》這本書的理解,似乎和預期的有些偏差。我最初設想,這本書會是一本深入探討如何確保航天器在復雜環境中穩定運行的科技專著。我知道,航天器在發射、變軌、軌道保持以及任務執行等各個階段,都會麵臨著各種動力學耦閤和外部擾動,要保證其正常工作,必須具備高度的運動穩定性。因此,我期望書中能夠詳細闡述各種穩定性理論,比如李雅普諾夫穩定性、哈密頓係統穩定性等,並且說明如何將這些理論應用於分析航天器的動力學模型。 同時,我非常期待在書中看到關於先進航天控製技術的詳細介紹。例如,如何設計高精度的姿態控製係統,以滿足遙感、通信、天文觀測等不同任務的需求。我希望能瞭解到關於軌道機動策略的優化,以及如何利用推進係統實現精確的變軌操作。此外,我對於如何在存在不確定性和噪聲的情況下,設計齣魯棒性強的控製律非常感興趣,這對於深空探測任務尤其重要。 我也曾設想,書中會包含大量的數學公式、仿真案例以及實際的工程應用分析。我期待能夠看到如何通過數值仿真來驗證控製算法的有效性,以及如何根據航天器的具體參數和任務要求,來設計齣最優的控製方案。我希望這本書能夠提供給我一套解決實際問題的工具箱,讓我能夠理解並掌握航天器控製係統的設計和分析方法。 然而,這本書的內容,並沒有完全按照我的設想來展開。它在運動穩定性方麵,確實提及瞭一些基本概念,但在航天控製的應用方麵,似乎更加側重於宏觀的介紹,而缺乏深入的技術細節。很多關鍵的控製算法和設計流程,在書中被一帶而過,或者隻是作為一個概念被提及,而沒有進行深入的數學推導和工程分析。 我覺得這本書更像是一份對運動穩定性和航天控製領域的一個概覽性的介紹,它能夠讓讀者對這兩個概念有一個初步的認識,但對於希望能夠深入學習並掌握具體技術細節的讀者來說,可能需要補充更多的專業資料。它提供瞭一個方嚮,但並沒有提供具體的路徑。

評分

我拿到《運動穩定性與航天控製》這本書,首先想到的是,它一定能讓我領略到人類如何駕馭宇宙的智慧結晶。我一直對航天器在太空中的精確運行感到著迷,那背後一定蘊含著深刻的科學原理。我期待書中能夠詳細介紹運動穩定性的數學基礎,例如,如何通過求解微分方程來分析係統的動態行為,如何利用相圖來可視化係統的穩定性。 同時,我更希望深入瞭解航天控製的實際應用。我設想書中會詳細介紹各種姿態和軌道控製技術,比如如何利用反作用輪精確調整衛星的指嚮,如何通過推進器進行軌道機動,以及如何實現航天器之間的精密對接。我希望能看到關於傳感器技術和信息融閤的介紹,比如如何利用星敏感器和陀螺儀來測量航天器的姿態,以及如何將這些信息整閤起來,為控製係統提供準確的輸入。 我也期待書中能夠提供一些具體的工程案例分析,例如,如何設計國際空間站的姿態控製係統,如何引導火星探測器進行精確的變軌,或者如何應對載人飛船返迴地球時的氣動穩定性問題。我希望書中能夠提供詳細的數學模型、仿真結果以及工程實現細節,讓我能夠真正理解其中的奧妙。 然而,閱讀這本書後,我感到它並沒有完全滿足我的期望。雖然書中提及瞭運動穩定性和航天控製的重要性,並在一些章節進行瞭概述,但對於關鍵的數學推導、理論分析以及具體的工程實現細節,卻顯得有些不足。很多重要的控製算法和技術,隻是被作為概念提及,而沒有進行深入的講解。 這本書更像是一份對航天控製領域的一個概覽性的介紹,它能夠讓讀者對這個領域有一個初步的認識,但對於那些希望能夠深入學習並掌握具體技術細節的讀者來說,可能還需要查閱更多的專業文獻。它提供瞭一個方嚮,但並沒有提供一個詳盡的指南。

評分

這本書給我留下的印象,說實話,有些模糊。我原本抱著極大的熱情,希望能夠在這本書中找到關於“運動穩定性”與“航天控製”之間深刻而係統的聯係。我知道,航天器的穩定運行是其完成任務的基礎,而實現這種穩定,離不開一套精密的控製係統。我期待書中能夠詳盡地介紹如何從基本物理原理齣發,構建航天器的動力學模型,然後分析其固有的運動特性,比如哪些模式是不穩定的,哪些是容易受到外部擾動的。 更重要的是,我希望看到如何設計相應的控製器來剋服這些不穩定性。這其中,肯定涉及到大量的控製理論知識,比如PID控製、狀態反饋、最優控製等等。我甚至期待書中能涉及一些非綫性控製的技巧,因為航天器的動力學往往是非綫性的,簡單的綫性控製可能不足以應對復雜工況。而且,我想瞭解如何將這些理論應用到實際的航天器設計中,例如,如何根據航天器的質量、形狀、推力器布局等參數,來設計齣能夠精確控製姿態和軌道的係統。 我原本以為,書中會包含很多關於不同類型航天器(如衛星、火箭、空間站、無人飛行器等)的具體控製方案。例如,如何進行火箭發射段的姿態穩定,如何保持衛星在軌道的精確位置,或者如何控製空間站與貨運飛船的對接過程。我期待看到一些圖錶、公式和算法的詳細推導,能夠讓我一步步理解控製係統的設計思路和實現方法。 然而,這本書給我的感覺,更像是一份領域概覽,它提及瞭運動穩定性和航天控製這兩個概念,也描述瞭它們之間存在的關聯,但卻沒有深入到我所期望的技術細節層麵。很多關鍵的控製原理和設計過程,似乎被簡化瞭,或者隻是作為一個背景知識被提及。我想要找到的,是能夠讓我“看懂”並“學會”如何設計和分析航天控製係統的具體方法,而這本書,並沒有提供這樣的指導。 我感覺它更像是一本給初學者或者非專業人士提供的科普讀物,讓他們對這兩個領域有一個初步的認識。但對於一個有一定工程背景,希望能夠深入瞭解其中門道的讀者來說,這本書的內容深度和廣度,都顯得不足。它沒有提供給我解決實際問題的工具,也沒有為我打開深入研究的大門。

評分

拿到《運動穩定性與航天控製》這本書,我的內心是充滿期待的。我一直對太空探索充滿好奇,而航天器的精準控製是實現這一切的關鍵。我理解,航天器在浩瀚的宇宙中,時刻受到各種自然力和人為擾動的挑戰,要保證其平穩高效地完成任務,就必須擁有卓越的運動穩定性。因此,我設想這本書會深入剖析各種穩定性判據,比如如何利用李雅普諾夫函數分析係統的穩定性,如何識彆並消除可能導緻失穩的動力學耦閤。 更令我著迷的是航天控製的部分。我渴望瞭解,工程師們是如何設計齣如此精妙的控製係統,讓航天器能夠精確地執行姿態調整、軌道機動以及對接等復雜操作。我期待書中能詳細介紹各種控製理論,比如PID控製、模型預測控製、自適應控製等,以及它們在航天器設計中的具體應用。我還希望能看到關於傳感器技術和數據融閤的介紹,比如如何利用星敏感器、陀螺儀、加速度計等來感知航天器的狀態,以及如何將這些信息轉化為有效的控製指令。 我尤其希望能看到一些具體的案例分析,例如,如何保證國際空間站在軌道的穩定運行,如何引導探測器精準地飛往遙遠的行星,或者如何實現載人飛船與空間站的自動對接。我希望書中能夠提供詳細的數學模型、仿真結果以及工程實現細節,讓我能夠真正理解其中的奧妙。 然而,這本書給我的感覺,並沒有完全達到我預期的深度。它雖然提及瞭運動穩定性和航天控製的重要性,並在一些章節中進行瞭闡述,但很多關鍵的技術細節和理論推導,似乎被簡化瞭,或者隻是作為一個概覽性的介紹。我期待能夠看到更多詳細的數學分析和工程實例,來幫助我更深入地理解其中的原理和方法。 這本書更像是一份對這個領域的初步介紹,它能夠讓讀者對運動穩定性在航天控製中的作用有一個整體的認識,但對於那些希望能夠深入學習並掌握具體技術細節的讀者來說,可能需要參考更多的專業書籍和文獻。它提供瞭一個方嚮,但並沒有提供一個詳盡的指南。

評分

這本書的內容,怎麼說呢,是一種非常獨特的閱讀體驗。我拿到它的時候,腦海裏已經構建瞭一個關於“運動穩定性”與“航天控製”的知識體係。我知道,航天器在復雜的太空環境中,時刻麵臨著各種乾擾,比如地球引力場的非均勻性、太陽輻射壓、大氣阻力(雖然在近地軌道比較顯著,但在更遠的軌道也會有影響)等等。要保證航天器能夠按照預定的軌道運行,並且保持正確的姿態,就必須要有強大的控製能力,而這種控製能力的前提,是對其運動穩定性的深刻理解。 我期待書中能夠詳細介紹各種穩定性的類型,比如靜態穩定性、動態穩定性、漸近穩定性等等,並且說明它們在航天器設計中的不同意義。我希望能看到如何通過數學模型來分析航天器的自由運動,找齣那些容易産生振蕩或者發散的運動模式,然後針對性地設計控製策略。比如,如何利用阻尼來減小振動,如何利用反饋來抵消外部擾動。 在航天控製方麵,我猜想書中會涉及很多關於姿態控製和軌道控製的技術。我希望能看到對各種執行機構的介紹,比如反作用輪、磁力矩器、姿態發動機等,以及它們的工作原理和適用範圍。我也期待書中能夠闡述如何設計傳感器係統,比如如何利用陀螺儀、星敏感器、GPS等來測量航天器的姿態和位置,並如何處理這些傳感器數據,以獲得高精度的狀態估計。 然而,這本書給我的感覺,並沒有完全滿足我這些期待。它更多地像是在描繪一個宏大的藍圖,勾勒齣運動穩定性和航天控製在航天事業中的重要性,但對於如何實現這些目標,提供的細節卻相對有限。很多關鍵的控製理論,比如最優控製、自適應控製、魯棒控製等,雖然可能被提及,但其背後的數學推導和工程實現細節,在書中並沒有得到充分的展開。 我感覺這本書更適閤那些剛剛接觸航天控製領域,需要建立一個整體概念的讀者。它能夠讓他們瞭解這個領域的研究方嚮和重要性,但對於那些希望能夠深入學習並掌握具體技術細節的讀者來說,可能還需要參考更多的專業書籍和文獻。它提供瞭一個起點,但並不是終點。

評分

我一直以來都對航天工程領域充滿著濃厚的興趣,尤其是對於航天器如何在遠離地球、充滿未知和挑戰的太空環境中保持精準的運動,我更是充滿瞭好奇。因此,當我看到《運動穩定性與航天控製》這本書時,我的第一反應就是,這一定是一本能夠深入淺齣地講解航天器動力學和控製原理的絕佳讀物。我設想,書中會詳細闡述運動穩定性相關的數學理論,比如如何利用各種穩定性判據來分析航天器的運動特性,以及如何通過設計閤理的控製係統來增強其穩定性。 更讓我期待的是,書中能夠深入探討航天控製的具體技術和應用。我希望能夠瞭解到各種先進的控製策略,比如如何實現高精度的姿態控製,如何進行高效的軌道機動,以及如何確保航天器在執行復雜任務過程中的穩定性。我尤其希望能看到一些具體的工程案例分析,例如,如何應對深空探測器在漫長旅途中可能遇到的各種不確定性,或者如何設計空間站的控製係統來保證其長期穩定運行。 我期待書中能夠提供詳細的數學模型、控製框圖以及仿真結果,來幫助我更直觀地理解其中的原理和方法。我也希望能夠瞭解到關於航天器傳感器技術和數據融閤的最新進展,以及它們在航天控製係統中的關鍵作用。 然而,在閱讀這本書之後,我感覺它並沒有完全達到我預期的深度。雖然書中提及瞭運動穩定性和航天控製這兩個主題,並且在一些章節進行瞭概述,但對於關鍵的數學推導、理論分析以及具體的工程實現細節,卻顯得有些不足。很多重要的控製算法和技術,隻是被作為概念提及,而沒有進行深入的講解。 我覺得這本書更像是一份對運動穩定性和航天控製領域的一個宏觀介紹,它能夠幫助讀者建立起對這兩個領域的基本認識,但對於那些希望能夠深入學習並掌握具體技術細節的讀者來說,可能還需要參考更多的專業書籍和文獻。它提供瞭一個方嚮,但並沒有提供一個詳盡的指南。

評分

我對《運動穩定性與航天控製》這本書的期待,是它能夠深入地闡述,如何利用數學和物理的原理,來保證航天器在復雜太空環境中能夠穩定地運行。我希望書中能夠詳細介紹運動穩定性的各種類型,以及如何從數學模型齣發,推導齣判斷穩定性的判據。比如,我期望看到關於綫性係統穩定性分析的詳細講解,以及如何將其擴展到非綫性係統。 在航天控製方麵,我更是希望能夠瞭解到各種先進的控製策略。我期待書中能夠深入剖析PID控製、狀態反饋控製、最優控製等經典控製理論,並且說明它們在航天器姿態和軌道控製中的具體應用。我也對現代控製技術,如模型預測控製(MPC)、滑模控製(Sliding Mode Control)等在航天領域的應用非常感興趣,希望能看到相關的數學推導和工程實踐案例。 我甚至希望書中能夠包含關於航天器傳感器(如陀螺儀、星敏感器、GPS等)的原理及其數據融閤技術的介紹,以及如何將這些傳感器信息輸入到控製係統中,實現高精度的姿態和軌道測量。同時,我也希望能瞭解到關於不同類型航天器(如地球同步衛星、低軌衛星、深空探測器等)在運動穩定性方麵所麵臨的獨特挑戰,以及相應的控製解決方案。 然而,在閱讀這本書的過程中,我發現它並沒有完全達到我期望的深度。雖然書中確實提及瞭運動穩定性和航天控製這兩個主題,並在一些章節中對它們進行瞭概述,但對於關鍵的數學推導、理論分析以及具體的工程實現細節,卻顯得有些不足。很多重要的控製算法和技術,隻是被作為概念提及,而沒有進行深入的講解。 我覺得這本書更像是一份對運動穩定性和航天控製領域的一個宏觀介紹,它能夠幫助讀者建立起對這兩個領域的基本認識,但對於那些希望能夠深入學習並掌握具體技術細節的讀者來說,可能還需要參考更多的專業書籍和文獻。它提供瞭一個方嚮,但並沒有提供一個詳盡的指南。

評分

這本書的內容,我實在是不太好評價。拿到手之後,我迫不及待地翻開,想著能深入瞭解運動穩定性是如何在浩瀚的宇宙航行中扮演關鍵角色的。畢竟,航天器的精準控製,離不開對自身運動狀態的深刻理解和有效管理。我設想,書中一定會有詳盡的理論推導,比如如何利用反饋控製理論來抑製航天器在軌道運行中的擾動,如何設計齣能夠適應不同外部環境變化的姿態控製係統。或許還會涉及一些先進的控製算法,像是自適應控製、模糊控製,甚至是近年來備受關注的機器學習在航天控製領域的應用。我期待能看到一些經典的航天器姿態控製案例分析,比如靜止軌道衛星的定點保持,或者深空探測器在長途飛行中的軌道維持。 然而,當我深入閱讀之後,卻發現書中的內容似乎並沒有完全觸及到我最感興趣的部分。它並沒有像我預期的那樣,提供一個從基礎理論到實際應用的完整鏈條。很多關於如何從數學模型齣發,一步步推導齣穩定性判據,並在此基礎上設計控製器的過程,在書中似乎被一帶而過,或者用瞭非常概括性的語言。我期待能夠看到更多具體的數值計算示例,或者詳細的仿真分析,來直觀地展示理論的有效性。 比如,在討論運動穩定性的時候,我希望能看到對李雅普諾夫函數法的詳細闡述,以及如何利用它來分析復雜非綫性係統的穩定性。而在航天控製方麵,我則希望瞭解更多關於慣性測量單元(IMU)的數據處理、星敏感器和太陽敏感器的信息融閤,以及如何將這些傳感器數據轉化為精確的控製指令。書中關於這些方麵的描述,雖然提及瞭,但總感覺缺乏深入的挖掘,像是一份概述性的介紹,而非一本指導性的技術手冊。 我曾設想,書中會花大量的篇幅來講解不同類型的航天器(如地球同步衛星、行星際探測器、空間站等)在運動穩定性方麵所麵臨的獨特挑戰,以及針對這些挑戰所開發的特殊控製策略。例如,如何處理低地球軌道衛星由於大氣阻力而導緻的軌道衰減問題,或者如何設計深空探測器以應對遙遠的通信延遲和極端的溫度變化。 或許,這本書的重點在於提供一個更宏觀的視角,探討運動穩定性這一概念本身在航天控製領域中的理論意義和發展趨勢。它可能更側重於哲學層麵的思考,或者對未來研究方嚮的展望。但對於一個希望能夠掌握具體技術細節的讀者來說,這種“大而全”的模式,反而讓人感到有些意猶未盡。我希望能找到一本能夠讓我學以緻用,真正能夠指導我進行航天器控製係統設計或分析的書籍,而這本書,似乎還有一段距離。

評分

從這本書的標題來看,《運動穩定性與航天控製》,我腦海中立刻勾勒齣一幅圖景:宇宙飛船在星辰大海中航行,精確地執行著各項復雜的指令,而這一切的背後,是科學傢和工程師們對運動穩定性的深刻理解和高超的控製技藝。我滿心期待著,這本書能夠為我揭示運動穩定性背後的數學原理,例如,如何通過分析係統的特徵值來判斷其穩定性,如何利用李雅普諾夫函數來證明係統的漸近穩定性。 在航天控製方麵,我更是希望能夠深入瞭解各種控製策略的精髓。例如,如何設計一個能夠精確控製衛星姿態的PID控製器,如何利用模型預測控製來優化航天器的軌道機動,或者如何應用自適應控製來應對航天器在不同任務階段的動力學變化。我希望能看到詳細的數學模型、控製框圖以及仿真麯綫,來直觀地展示這些控製方法的效果。 我甚至期待書中能夠包含一些關於航天器動力學建模的介紹,比如如何建立不同類型航天器的運動方程,以及如何考慮外部擾動對係統穩定性的影響。我也希望能夠瞭解一些先進的控製技術,比如模糊邏輯控製、神經網絡控製在航天領域的應用前景。 然而,當我閱讀這本書時,我發現它的內容並沒有完全觸及到我所設想的深度。雖然書中提及瞭運動穩定性和航天控製的重要性,並且介紹瞭一些相關的概念,但對於其中的數學原理和工程實現細節,卻顯得有些“淺嘗輒止”。很多關鍵的控製理論和方法,隻是被簡單地提及,而沒有進行深入的推導和分析。 感覺這本書更像是一份對航天控製領域的一個概覽性的介紹,它能夠讓讀者對這個領域有一個初步的認識,但對於那些希望能夠深入學習並掌握具體技術細節的讀者來說,可能還需要查閱更多的專業文獻。它提供瞭一個起點,但並沒有提供一個詳盡的路徑。

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