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实验二.航天器控制实验: 实验名称：航天器控制实验实验教学目标与基本要求：通过实验操作，提高本科生、硕士、博士研究生将现代控制理论应用于航天器控制的能力，在熟悉航天器控制部件的工作原理和模式的基础上，掌握航天器姿态控制系统建模、现代控制理论应用和工程设计能力、实验动手及计算机仿真能力。在实验中充分利用现代开展理论基础的基本理论知识，完成挠性卫星的指向控制和机动控制，保证一定的控制精度，以加深同学们对现代控制理论基础的深入理解，提高理论与及实验研究相结合的能力。实验内容或指导思想：了解航天器控制全物理仿真系统的各部分原理航天器控制系统建模航天器控制系统工程非理想因素分析与简化控制规律的设计与工程化计算机仿真航天器姿态指向控制和大角度机动控制实验实验分析、总结与报告 ab aa 教材及参考书：空间飞行器控制实验指导书，刘莹莹等，西北工业大学讲义现代控制理论基础，周凤岐，电子科技大学出版社航天器控制原理，周军，西北工业大学出版社

2013/5/15
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第二章：状态空间分析法（8）: 第二章状态空间分析法 2.1 状态空间描述的基本概念 2.2 线性定常连续系统动态方程的建立 2.3 线性定常连续系统状态方程的解 2.4 动态方程与传递函数矩阵 2.5 线性时变连续系统的动态方程及其解 2.6 线性离散系统的动态方程及其解状态空间描述的基本概念线性定常连续系统动态方程的建立　　　实际物理系统动态方程的建立，通常是根据所含元件遵循的物理、化学定律，列写其微分方程，选择可以量测的物理量作为状态变量来导出的，它能反映系统的真实结构特性，故动态方程可由诸元件的微分方程组或传递函数结构图演化而来。不过据此建立的动态方程一般不具有典型形式。由于系统微分方或传递函数也是一种线性定常连续系统的通用数学模型，当其已知时，可按规定方法导出典型形式的动态方程，便于建立统一的研究理论，并揭示系统内部固有的重要结构特性，下面来分别加以研究。一、物理系统动态方程的建立结合举例来说明。空间飞行器安装有控制力矩陀螺（control moment gyros,CMG）。空间飞行器的非线性模型包括飞行器姿态运动模型、旋转动力学模型、和CMG动量方程。空间飞行器的姿态是通过一组Eul角来定义的,而Euler角则是通过比较本体坐标系和飞行器本地垂线参考坐标系来定义的.

2013/5/14
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第二章：状态空间分析法（9）: 第二章状态空间分析法 2.1 状态空间描述的基本概念 2.2 线性定常连续系统动态方程的建立 2.3 线性定常连续系统状态方程的解 2.4 动态方程与传递函数矩阵 2.5 线性时变连续系统的动态方程及其解 2.6 线性离散系统的动态方程及其解状态空间描述的基本概念线性定常连续系统动态方程的建立　　　实际物理系统动态方程的建立，通常是根据所含元件遵循的物理、化学定律，列写其微分方程，选择可以量测的物理量作为状态变量来导出的，它能反映系统的真实结构特性，故动态方程可由诸元件的微分方程组或传递函数结构图演化而来。不过据此建立的动态方程一般不具有典型形式。由于系统微分方或传递函数也是一种线性定常连续系统的通用数学模型，当其已知时，可按规定方法导出典型形式的动态方程，便于建立统一的研究理论，并揭示系统内部固有的重要结构特性，下面来分别加以研究。一、物理系统动态方程的建立结合举例来说明。空间飞行器安装有控制力矩陀螺（control moment gyros,CMG）。空间飞行器的非线性模型包括飞行器姿态运动模型、旋转动力学模型、和CMG动量方程。空间飞行器的姿态是通过一组Eul角来定义的,而Euler角则是通过比较本体坐标系和飞行器本地垂线参考坐标系来定义的.

2013/5/14
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第二章：状态空间分析法（6）: 第二章状态空间分析法 2.1 状态空间描述的基本概念 2.2 线性定常连续系统动态方程的建立 2.3 线性定常连续系统状态方程的解 2.4 动态方程与传递函数矩阵 2.5 线性时变连续系统的动态方程及其解 2.6 线性离散系统的动态方程及其解状态空间描述的基本概念线性定常连续系统动态方程的建立　　　实际物理系统动态方程的建立，通常是根据所含元件遵循的物理、化学定律，列写其微分方程，选择可以量测的物理量作为状态变量来导出的，它能反映系统的真实结构特性，故动态方程可由诸元件的微分方程组或传递函数结构图演化而来。不过据此建立的动态方程一般不具有典型形式。由于系统微分方或传递函数也是一种线性定常连续系统的通用数学模型，当其已知时，可按规定方法导出典型形式的动态方程，便于建立统一的研究理论，并揭示系统内部固有的重要结构特性，下面来分别加以研究。一、物理系统动态方程的建立结合举例来说明。空间飞行器安装有控制力矩陀螺（control moment gyros,CMG）。空间飞行器的非线性模型包括飞行器姿态运动模型、旋转动力学模型、和CMG动量方程。空间飞行器的姿态是通过一组Eul角来定义的,而Euler角则是通过比较本体坐标系和飞行器本地垂线参考坐标系来定义的.

2013/5/14
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第二章：状态空间分析法（7）: 第二章状态空间分析法 2.1 状态空间描述的基本概念 2.2 线性定常连续系统动态方程的建立 2.3 线性定常连续系统状态方程的解 2.4 动态方程与传递函数矩阵 2.5 线性时变连续系统的动态方程及其解 2.6 线性离散系统的动态方程及其解状态空间描述的基本概念线性定常连续系统动态方程的建立　　　实际物理系统动态方程的建立，通常是根据所含元件遵循的物理、化学定律，列写其微分方程，选择可以量测的物理量作为状态变量来导出的，它能反映系统的真实结构特性，故动态方程可由诸元件的微分方程组或传递函数结构图演化而来。不过据此建立的动态方程一般不具有典型形式。由于系统微分方或传递函数也是一种线性定常连续系统的通用数学模型，当其已知时，可按规定方法导出典型形式的动态方程，便于建立统一的研究理论，并揭示系统内部固有的重要结构特性，下面来分别加以研究。一、物理系统动态方程的建立结合举例来说明。空间飞行器安装有控制力矩陀螺（control moment gyros,CMG）。空间飞行器的非线性模型包括飞行器姿态运动模型、旋转动力学模型、和CMG动量方程。空间飞行器的姿态是通过一组Eul角来定义的,而Euler角则是通过比较本体坐标系和飞行器本地垂线参考坐标系来定义的.

2013/5/14
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第二章：状态空间分析法（3）: 第二章状态空间分析法 2.1 状态空间描述的基本概念 2.2 线性定常连续系统动态方程的建立 2.3 线性定常连续系统状态方程的解 2.4 动态方程与传递函数矩阵 2.5 线性时变连续系统的动态方程及其解 2.6 线性离散系统的动态方程及其解状态空间描述的基本概念线性定常连续系统动态方程的建立　　　实际物理系统动态方程的建立，通常是根据所含元件遵循的物理、化学定律，列写其微分方程，选择可以量测的物理量作为状态变量来导出的，它能反映系统的真实结构特性，故动态方程可由诸元件的微分方程组或传递函数结构图演化而来。不过据此建立的动态方程一般不具有典型形式。由于系统微分方或传递函数也是一种线性定常连续系统的通用数学模型，当其已知时，可按规定方法导出典型形式的动态方程，便于建立统一的研究理论，并揭示系统内部固有的重要结构特性，下面来分别加以研究。一、物理系统动态方程的建立结合举例来说明。空间飞行器安装有控制力矩陀螺（control moment gyros,CMG）。空间飞行器的非线性模型包括飞行器姿态运动模型、旋转动力学模型、和CMG动量方程。空间飞行器的姿态是通过一组Eul角来定义的,而Euler角则是通过比较本体坐标系和飞行器本地垂线参考坐标系来定义的.

2013/5/13
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第二章：状态空间分析法（4）: 第二章状态空间分析法 2.1 状态空间描述的基本概念 2.2 线性定常连续系统动态方程的建立 2.3 线性定常连续系统状态方程的解 2.4 动态方程与传递函数矩阵 2.5 线性时变连续系统的动态方程及其解 2.6 线性离散系统的动态方程及其解状态空间描述的基本概念线性定常连续系统动态方程的建立　　　实际物理系统动态方程的建立，通常是根据所含元件遵循的物理、化学定律，列写其微分方程，选择可以量测的物理量作为状态变量来导出的，它能反映系统的真实结构特性，故动态方程可由诸元件的微分方程组或传递函数结构图演化而来。不过据此建立的动态方程一般不具有典型形式。由于系统微分方或传递函数也是一种线性定常连续系统的通用数学模型，当其已知时，可按规定方法导出典型形式的动态方程，便于建立统一的研究理论，并揭示系统内部固有的重要结构特性，下面来分别加以研究。一、物理系统动态方程的建立结合举例来说明。空间飞行器安装有控制力矩陀螺（control moment gyros,CMG）。空间飞行器的非线性模型包括飞行器姿态运动模型、旋转动力学模型、和CMG动量方程。空间飞行器的姿态是通过一组Eul角来定义的,而Euler角则是通过比较本体坐标系和飞行器本地垂线参考坐标系来定义的.

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第二章：状态空间分析法（5）: 第二章状态空间分析法 2.1 状态空间描述的基本概念 2.2 线性定常连续系统动态方程的建立 2.3 线性定常连续系统状态方程的解 2.4 动态方程与传递函数矩阵 2.5 线性时变连续系统的动态方程及其解 2.6 线性离散系统的动态方程及其解状态空间描述的基本概念线性定常连续系统动态方程的建立　　　实际物理系统动态方程的建立，通常是根据所含元件遵循的物理、化学定律，列写其微分方程，选择可以量测的物理量作为状态变量来导出的，它能反映系统的真实结构特性，故动态方程可由诸元件的微分方程组或传递函数结构图演化而来。不过据此建立的动态方程一般不具有典型形式。由于系统微分方或传递函数也是一种线性定常连续系统的通用数学模型，当其已知时，可按规定方法导出典型形式的动态方程，便于建立统一的研究理论，并揭示系统内部固有的重要结构特性，下面来分别加以研究。一、物理系统动态方程的建立结合举例来说明。空间飞行器安装有控制力矩陀螺（control moment gyros,CMG）。空间飞行器的非线性模型包括飞行器姿态运动模型、旋转动力学模型、和CMG动量方程。空间飞行器的姿态是通过一组Eul角来定义的,而Euler角则是通过比较本体坐标系和飞行器本地垂线参考坐标系来定义的.

2013/5/13
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第二章：状态空间分析法（1）: 第二章状态空间分析法 2.1 状态空间描述的基本概念 2.2 线性定常连续系统动态方程的建立 2.3 线性定常连续系统状态方程的解 2.4 动态方程与传递函数矩阵 2.5 线性时变连续系统的动态方程及其解 2.6 线性离散系统的动态方程及其解状态空间描述的基本概念　　　系统一般可用常微分方程在时域内描述，对复杂系统要求解高阶微分方程，这是相当困难的。经典控制理论中采用拉氏变换法在复频域内描述系统，得到联系输入－输出关系的传递函数，基于传递函数设计单输入－单输出系统极为有效，可从传递函数的零点、极点分布得出系统定性特性，并已建立起一整套图解分析设计法，至今仍得到广泛成功地应用。但传递函数对系统是一种外部描述，它不能描述处于系统内部的运动变量；且忽略了初始条件。因此传递函数不能包含系统的所有信息。由于六十年代以来，控制工程向复杂化、高性能方向发展，所需利用的信息不局限于输入量、输出量、误差等，还需要利用系统内部的状态变化规律，加之利用数字计算机技术进行分析设计及实时控制，因而可能处理复杂的时变、非线性、多输入－多输出系统的问题，但传递函数法在这新领域的应用受到很大限制。于是需要用新的对系统内部进行描述的新方法－状态空间分析法。

2013/5/10
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第二章：状态空间分析法（2）: 第二章状态空间分析法 2.1 状态空间描述的基本概念 2.2 线性定常连续系统动态方程的建立 2.3 线性定常连续系统状态方程的解 2.4 动态方程与传递函数矩阵 2.5 线性时变连续系统的动态方程及其解 2.6 线性离散系统的动态方程及其解状态空间描述的基本概念线性定常连续系统动态方程的建立　　　实际物理系统动态方程的建立，通常是根据所含元件遵循的物理、化学定律，列写其微分方程，选择可以量测的物理量作为状态变量来导出的，它能反映系统的真实结构特性，故动态方程可由诸元件的微分方程组或传递函数结构图演化而来。不过据此建立的动态方程一般不具有典型形式。由于系统微分方或传递函数也是一种线性定常连续系统的通用数学模型，当其已知时，可按规定方法导出典型形式的动态方程，便于建立统一的研究理论，并揭示系统内部固有的重要结构特性，下面来分别加以研究。一、物理系统动态方程的建立结合举例来说明。空间飞行器安装有控制力矩陀螺（control moment gyros,CMG）。空间飞行器的非线性模型包括飞行器姿态运动模型、旋转动力学模型、和CMG动量方程。空间飞行器的姿态是通过一组Eul角来定义的,而Euler角则是通过比较本体坐标系和飞行器本地垂线参考坐标系来定义的.

2013/5/10
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