飛行器動力學(xué)與控制復(fù)習(xí)要點new

衛(wèi)星軌道六要素是哪些P2-7，其中半長軸，偏心率，軌道傾角，升交點赤經(jīng)，近地點幅角，衛(wèi)星經(jīng)過近地點時刻。衛(wèi)星發(fā)射三要素是什么P17-18，其中發(fā)射場的地心緯度，發(fā)射方位角，發(fā)射時刻。什么是太陽同步軌道P23選擇軌道半長軸和傾角的組合使，則軌道進(jìn)動方向和速率，與地球繞太陽周年轉(zhuǎn)動的方向和速率相同（即經(jīng)過365.24平太陽日，地球完成一次360°的周年運(yùn)動），此特定設(shè)計的軌道稱為太陽同步軌道。什么是臨界軌道、凍結(jié)軌道P24-25若遠(yuǎn)地點始終處在北極上空，即拱線不得轉(zhuǎn)動，軌道傾角滿足，即或。此值的傾角稱為臨界傾角，此類軌道稱為臨界軌道。若選擇合適的偏心率及合適的近地幅角，使，近地點幅角被保持，或稱被凍結(jié)在90°。軌道的傾角和高度可以獨立選擇，此類軌道稱作凍結(jié)軌道。回歸軌道的回歸系數(shù)是什么P26軌道經(jīng)過天回歸一次，在回歸周期內(nèi)共轉(zhuǎn)圈，每天的軌道圈數(shù)（非整數(shù)）稱為回歸系數(shù)。，表示軌跡東移，表示軌跡西移。為接近一天的軌道圈數(shù)，為正整數(shù)。靜止軌道的特點、三要素是什么P28軌道的周期與地球自旋周期一致軌道的形狀為圓形，偏心率軌道處在地球赤道平面上，傾角星座軌道的全球覆蓋公式相鄰衛(wèi)星星下點之間的角距為，覆蓋帶寬度為，軌道數(shù)為，每一軌道上的衛(wèi)星數(shù)，衛(wèi)星總數(shù)地球同步衛(wèi)星群的分置模式有哪幾種P36經(jīng)度分置模式：各個子衛(wèi)星沿軌道經(jīng)度圈分布，位于星座中心定點位置的兩側(cè)，具有不同的平經(jīng)度。同平面偏心率分置模式：各個子衛(wèi)星享用同一定點經(jīng)度，但偏心率各不相同，由各衛(wèi)星在東西方向的相位差形成一定形式的星座。傾角與偏心率合成分置模式：各子衛(wèi)星共享同一定點經(jīng)度，傾角設(shè)置使相對軌跡橢圓扭出赤道平面。二體軌道的基本攝動方程P39是攝動力的位函數(shù)，稱為攝動函數(shù)，是集中質(zhì)點到空間某點的距離。攝動力的種類有哪些P39及目錄地球形狀非球形和質(zhì)量不均勻產(chǎn)生的附加引力（地球形狀攝動），高層大氣的氣動力（大氣攝動），太陽、月球的引力（日、月攝動），太陽光照射壓力（太陽光壓攝動）等。拉格朗日行星運(yùn)動方程P47為平近點角可以作為6要素之一代替。地球形狀攝動位函數(shù)及其參數(shù)含義P50，P52近地軌道的地球形狀攝動：靜止軌道的地球形狀攝動：為地球平均赤道半徑，為衛(wèi)星在地球坐標(biāo)上的地心距，地心經(jīng)度和地心緯度為帶諧項系數(shù)。為田諧項系數(shù)，是這些田塊對稱主軸的相位經(jīng)度。多次遠(yuǎn)地點射入的指向模式有哪幾種P109慣性固定指向：在過渡軌道上進(jìn)入預(yù)定變軌遠(yuǎn)地點前，衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)進(jìn)行姿態(tài)機(jī)動，設(shè)置遠(yuǎn)地點發(fā)動機(jī)點火推力方向。在點火過程中姿態(tài)控制系統(tǒng)保持衛(wèi)星姿態(tài)慣性穩(wěn)定，使發(fā)動機(jī)噴射方向在空間中恒定為點火起始時刻的方向。等偏航角指向：在點火變軌過程中衛(wèi)星的向徑離開原過渡軌道平面，依靠紅外地球敏感器，微型姿控系統(tǒng)保持衛(wèi)星的偏航軸對地心的指向，使位于衛(wèi)星俯仰/滾動平面內(nèi)的遠(yuǎn)地點發(fā)動機(jī)保持在當(dāng)?shù)厮矫鎯?nèi)（與地心方向垂直），又依靠太陽敏感器測量姿態(tài)偏航角，衛(wèi)星姿控系統(tǒng)使發(fā)動機(jī)推力方向的偏航角恒定。共面轉(zhuǎn)動指向：在遠(yuǎn)地點點火前姿控系統(tǒng)不僅將遠(yuǎn)地點發(fā)動機(jī)噴射方向機(jī)動到某最優(yōu)方向，還將該速率積分陀螺的測量軸調(diào)整到平行于某一空間方向。點火過程中依靠陀螺，姿控系統(tǒng)保持該陀螺的測量軸穩(wěn)定在選取的空間方向上，同時控制衛(wèi)星姿態(tài)繞該陀螺的測量軸進(jìn)行等速度轉(zhuǎn)動，即遠(yuǎn)地點發(fā)動機(jī)在垂直于陀螺測量軸的平面內(nèi)等速度轉(zhuǎn)動。如何克服地球形狀攝動和光壓攝動，使得靜止衛(wèi)星在東西方向上保持位置P115克服地球形狀攝動：當(dāng)攝動加速度為正，即東向攝動，迫使衛(wèi)星向東漂移，當(dāng)衛(wèi)星漂至東邊界時，進(jìn)行脈沖修正，使衛(wèi)星獲得向西的初始漂移率；在東向攝動力作用下，當(dāng)衛(wèi)星漂到西邊界時，西向的漂移率降為零，東向攝動力又使衛(wèi)星離開西邊界，向東邊界漂移，如此形成漂移極限環(huán)?？朔鈮簲z動：用太陽同步偏心率控制，在一個控制周期中，使偏心率的平均方向跟隨太陽的平均方向，即偏心率矢量保持在地球-太陽方向周圍轉(zhuǎn)動。地面測軌的觀測量有哪些單脈沖雷達(dá)可測得衛(wèi)星至雷達(dá)站的斜距，由多普勒頻移可測得該斜距的變化率，雷達(dá)天線萬向支架軸的角度傳感器可測得衛(wèi)星相對雷達(dá)站的方向角和仰角，由萬向支架跟蹤系統(tǒng)可測得方向角、仰角的變化率和敘述地面三站測軌的原理P124三站測軌時，設(shè)備只需要在同一時刻測量衛(wèi)星至測站的斜距有幾何關(guān)系若，，建立正交基線坐標(biāo)系，定義衛(wèi)星位置坐標(biāo)為，，利用其位置關(guān)系可得引用基線坐標(biāo)與地球坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換矩陣，可得衛(wèi)星在赤道慣性坐標(biāo)的位置矢量。（方框是點乘）軌道改進(jìn)的方法有幾種P128有兩種不同的軌道估計算法：批量處理和遞推處理。批量處理是基于在一段時間內(nèi)獲得的一批觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)迭代運(yùn)算，得出在此時間段內(nèi)某一特定時刻的最優(yōu)軌道估計。遞推處理是在初期處理基礎(chǔ)上，由即時觀測數(shù)據(jù)更新現(xiàn)有估計，得出新的估計。自主定軌的觀測模式有哪些P129衛(wèi)星對天體/地球的張角測量。太陽、月亮和恒星等天體在赤道慣性坐標(biāo)的星歷是已知的，可作為定軌的參考體。衛(wèi)星至空間無線電信標(biāo)的距離測量。這些無線電信標(biāo)來自位于靜止軌道的中繼衛(wèi)星，或位于中軌道的導(dǎo)航衛(wèi)星。這些參考衛(wèi)星的星歷是已知的，同樣可作為定軌的參考。衛(wèi)星相對于地球表面控制點的方向測量。試比較四種衛(wèi)星姿態(tài)描述的優(yōu)缺點P140-147方向余弦式：比較具有一般性，但是表示衛(wèi)星姿態(tài)要用9個方向余弦，求解方向余弦要引入6個約束方程，使用很不方便，并且這種方法沒有直接顯示出衛(wèi)星姿態(tài)的幾何圖像。歐拉角式：便于姿態(tài)角的測量和姿態(tài)動力學(xué)方程的求解，但是需要多次三教運(yùn)算，且存在奇點問題。歐拉軸/角參數(shù)式:歐拉四元素式：姿態(tài)矩陣的元素不含三角函數(shù)，姿態(tài)矩陣本質(zhì)上是坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣，歐拉參數(shù)不僅反映相對參考坐標(biāo)系的姿態(tài)，也可看作為姿態(tài)機(jī)動參數(shù)。姿態(tài)A的運(yùn)動學(xué)方程，的動力學(xué)方程P148，P152其中為角動量，為力矩。其中表示的斜對稱矩陣（為姿態(tài)相對參考坐標(biāo)的轉(zhuǎn)速）什么是軸對稱自旋衛(wèi)星的章動運(yùn)動 以空間中固定的角動量矢量H作為基準(zhǔn)，，角動量矢量H由橫向、軸向兩部分組成，由于橫向角速率繞自旋軸旋轉(zhuǎn)，因此自旋軸也作圓錐運(yùn)動，使這兩部分旋轉(zhuǎn)著的矢量的合成矢量H在空間中定向。角動量H、瞬時轉(zhuǎn)速、自旋軸z三個矢量必定在同一平面內(nèi)，此平面繞矢量H旋轉(zhuǎn)，這是因為矢量繞z軸做圓錐運(yùn)動。因此矢量將同時作兩種圓錐運(yùn)動，一是繞星體主慣量軸z作的圓錐運(yùn)動，其轉(zhuǎn)速為，它成為本體章運(yùn)動速率；另一種是繞角動量H作的圓錐運(yùn)動，旋轉(zhuǎn)速度是，它稱為空間章動速率。Z軸繞H作圓錐運(yùn)動的速度就等于空間章動速率，Z軸矢量與H的夾角稱為章動角。重力梯度衛(wèi)星三軸姿態(tài)穩(wěn)定的構(gòu)型要求是什么P174若星體內(nèi)部不含有角動量部件，即，則充分條件為，其中是剛體繞坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動慣量。如星體內(nèi)含有角動量裝置，但限于俯仰軸，即則充分條件為：空間力矩有哪些P180（1）太陽光壓力矩（2）重力梯度力矩（3）地磁力矩（4）氣動力矩自旋衛(wèi)星的姿態(tài)參考測量有哪些P185-189太陽方向的測量天底方向的測量陸標(biāo)和星光方向的測量敘述雙錐相交測姿原理P185雙錐相交法是確定自旋衛(wèi)星自旋軸方向的基本方法。自旋衛(wèi)星的姿態(tài)是指衛(wèi)星自旋軸在空間中的方向和自旋體相對空間某個基準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)相位角。如果能測出自旋軸與某個參考體的方向之間的夾角，就可以認(rèn)為自旋軸必定在圍繞此參考體的圓錐面上，此圓錐面的主軸在衛(wèi)星至參考體方向上，圓錐的半頂角就是測得的夾角，如果同時測得自旋軸與另一參考體方向之間的夾角，就可以斷定衛(wèi)星自旋軸必在兩圓錐面的交線上，由于圓錐面與兩條交線，自旋軸只與兩者之一重合，必須判別真?zhèn)?。三軸穩(wěn)定衛(wèi)星的姿態(tài)參考測量有哪些P202（1）天底方向的測量（2）太陽方向的測量（3）星光方向的測量（4）地磁場方向的測量（5）無線電信標(biāo)方向的測量描述自旋衛(wèi)星的雙脈沖噴氣姿態(tài)控制的進(jìn)動過程P236初始控制時刻t1，衛(wèi)星處于純自旋狀態(tài)，自旋軸，瞬時轉(zhuǎn)軸與角動量軸共線。通過兩次脈沖噴氣控制，可將自旋軸調(diào)整到給定方向，同時衛(wèi)星仍保持純自旋運(yùn)動。當(dāng)衛(wèi)星自旋到某一位置，第一次脈沖噴氣力矩的作用方向與R一致，脈沖噴氣后，角動量H0進(jìn)動△H，轉(zhuǎn)速ω的方向也發(fā)生躍變，自旋軸z開始以空間章動速率Ω繞角動量H1=H0+△H章動，同時轉(zhuǎn)速在星體坐標(biāo)中繞z軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為星體章動速率。當(dāng)章動角很小時，Ω=Ωn+ωs在t2時刻，當(dāng)轉(zhuǎn)速ω繞H1轉(zhuǎn)過180°進(jìn)行第二次噴氣，使角動量進(jìn)動H2=H1+△H，同時使轉(zhuǎn)速ω與H2重合，星體將繞H2純自旋。第二次噴氣時刻t2=t1+π/Ω，相位與第一次相同，但是在星體坐標(biāo)系中，兩次噴氣的角度間隔為σ=(t2-t1)ωs=ωsπ/Ω。極限環(huán)控制原理P248在偏置動量加偏置噴氣推力器的姿態(tài)控制系統(tǒng)中，姿態(tài)保持方式是圍繞死區(qū)的一個極限環(huán)。當(dāng)姿態(tài)軌跡從死區(qū)到達(dá)邊界時，控制器產(chǎn)生一個噴氣脈沖使姿態(tài)回到死區(qū)內(nèi)。如果在這一個區(qū)域條件內(nèi)不滿足，或，姿態(tài)軌跡又將向邊界移動，控制器將不斷發(fā)生脈沖迫使姿態(tài)留在死區(qū)內(nèi)直到上面的條件滿足時才停止控制。顯然不能允許每個脈沖力矩作用后，章動圓的軌跡跨過死區(qū)與另一邊界相遇，因此還必須限制噴氣推力的沖量。畫出四斜裝飛輪的姿態(tài)控制系統(tǒng)方框圖P277給出單框陀螺群控制律P293其中為有力矩輸出的轉(zhuǎn)速指令，為空轉(zhuǎn)指令。用混合坐標(biāo)描述撓性衛(wèi)星的姿態(tài)動力學(xué)模型P304撓性衛(wèi)星的控制模式有哪兩類P307（1）共位模式：姿態(tài)測量敏感器位于主體上，直接測量主體的姿態(tài)角（）包括約束模型和整體模型兩種。（2）非共位模式：姿態(tài)敏感器位于科學(xué)儀器平臺上，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)位于主體，平臺通過旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)與主體聯(lián)接。畫出飛機(jī)六級控制系統(tǒng)的方框圖P30寫出直翼飛機(jī)的6自由度剛體矢量動力學(xué)方程P45速度微分方程:航跡微分方程:轉(zhuǎn)動角速度微分方程:姿態(tài)角微分方程:氣動力模型的一般形式是什么升力：，其中阻力：，其中其中為空氣密度，為來流速度，為機(jī)翼面積，為升力系數(shù)，為迎角，為機(jī)翼后緣襟翼偏轉(zhuǎn)或放下的角度空氣動力力矩：其中，為機(jī)翼平均氣動弦，為零升力矩發(fā)動機(jī)推力：其中，為空氣流量為速度增量給出考慮風(fēng)耦合的動力學(xué)模型方框圖由上圖可以看出：飛機(jī)的剛體運(yùn)動由12個狀態(tài)變量表征，另外加上描述中心坐標(biāo)上風(fēng)過程的3個變量?？諝鈩恿W(xué)對飛機(jī)的作用只是由飛機(jī)和空氣之間的相對運(yùn)動以及空氣動力舵面產(chǎn)生的，其中，也包括主要擾動輸入和操縱輸入。風(fēng)對飛機(jī)i的作用和外界的獨立的擾動過程不一樣，而是兩種過程相互耦合在一起的。飛機(jī)的縱向運(yùn)動和橫向運(yùn)動分別有哪幾種運(yùn)動模態(tài)縱向運(yùn)動模態(tài)：短周期運(yùn)動，沉浮運(yùn)動橫向運(yùn)動模態(tài)：滾轉(zhuǎn)運(yùn)動，螺旋運(yùn)動，荷蘭滾直翼飛機(jī)的主操縱量有哪些P217操縱量：縱向操縱量，橫向操縱量，總距旋翼直升機(jī)的操縱量有哪些總距桿→升降→T（旋翼拉力）駕駛桿(縱向)→俯仰，進(jìn)退→H(后向力)，MGZ（槳轂力）駕駛桿(橫向)→滾轉(zhuǎn)，側(cè)移→S（側(cè)向力），MGX（槳