《清華大學(xué)動力學(xué)與控制叢書：太陽帆航天器動力學(xué)與控制》為航天器動力學(xué)與控制領(lǐng)域的專業(yè)書籍，介紹了一種特殊航天器——太陽帆的動力學(xué)與控制問題，主要內(nèi)容包括以下三大部分：（1）太陽帆軌道動力學(xué)，包括太陽帆的日心軌道、地心軌道和平動點附近的軌道以及太陽帆相對運動的動力學(xué)與穩(wěn)定性分析；（2）太陽帆耦合動力學(xué)建模、分析和控制，包括軌道姿態(tài)柔性耦合動力學(xué)建模和控制器設(shè)計、利用耦合動力學(xué)進行太陽帆的被動穩(wěn)定設(shè)計；（3）太陽帆的任務(wù)介紹，介紹了幾種太陽帆的潛在應(yīng)用任務(wù)。
《清華大學(xué)動力學(xué)與控制叢書：太陽帆航天器動力學(xué)與控制》可供從事太陽帆航天器動力學(xué)與控制研究及太陽帆航天器設(shè)計的相關(guān)人員參考使用。
隨著航天技術(shù)的發(fā)展，近幾年深空探測成為了研究熱點，太陽帆作為一種新型的航天器，它利用太陽光壓力進行推進，在深空探測中具有很大的潛在應(yīng)用價值。但太陽帆通常具有很大的面質(zhì)比，在動力學(xué)與控制方面與傳統(tǒng)航天器存在較大差別，在理論和工程上都會面臨很多新的挑戰(zhàn)。本書作為太陽帆領(lǐng)域的專業(yè)書籍，主要闡述了太陽帆軌道姿態(tài)動力學(xué)的基礎(chǔ)知識和作者在研究中積累的太陽帆航天器動力學(xué)與控制成果，包括太陽帆的軌道轉(zhuǎn)移設(shè)計、新型任務(wù)軌道設(shè)計、姿態(tài)軌道耦合動力學(xué)分析和控制設(shè)計、太陽帆軌道姿態(tài)柔性耦合動力學(xué)建模與控制設(shè)計、太陽帆編隊飛行的動力學(xué)分析和控制設(shè)計等，內(nèi)容的具體安排如下：
第1章介紹了太陽帆技術(shù)的發(fā)展歷程。
第2章是太陽帆軌道動力學(xué)基礎(chǔ)，介紹了太陽帆在不同空間位置能形成的特殊軌道及其穩(wěn)定性。
第3章是太陽帆轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計，介紹了二體模型下的時間最優(yōu)星際轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計和限制性三體模型下的不變流形轉(zhuǎn)移軌道設(shè)計。
第4章是太陽帆耦合動力學(xué)建模與分析，介紹了太陽帆軌道姿態(tài)柔性耦合動力學(xué)建模方法、耦合動力學(xué)分析和基于耦合動力學(xué)的控制器設(shè)計。
第5章是太陽帆被動穩(wěn)定設(shè)計，介紹了被動穩(wěn)定的概念和被動穩(wěn)定的設(shè)計準則，并針對日心懸浮軌道給出了不同的太陽帆設(shè)計方案。
第6章是太陽帆編隊飛行理論，介紹了太陽帆相對運動的穩(wěn)定性條件和隊形的設(shè)計方法，并給出了不同編隊的控制方法。
第7章是太陽帆應(yīng)用的介紹。
本書第2章軌道的基礎(chǔ)知識吸取了Colin McInnes編寫的Solar Sailing: Technology,Dynamics and Mission一書中的部分內(nèi)容，第4章內(nèi)容來自龔勝平、李青和張瑾博士論文的一部分，其他章節(jié)來自作者近幾年的研究成果。
由于全書公式和相應(yīng)的符號較多，同一符號可能在不同的章節(jié)有不同的意義，請讀者在閱讀時注意書中對相應(yīng)符號的說明。
感謝自然科學(xué)基金： 深空探測中若干非線性動力學(xué)與控制問題（10832004）、太陽帆軌道姿態(tài)動力學(xué)與控制研究（10902056）、太陽帆精確動力學(xué)建模與參數(shù)識別（11272004）和中國民用航天對本書的資助。
由于水平有限，書中不妥之處懇請批評指正。
編者
2013年11月
第1章太陽帆介紹
1．1引言
1．2太陽帆的發(fā)展歷程
1．3“伊卡洛斯號”太陽帆任務(wù)介紹
1．3．1太陽帆的組成
1．3．2IKAROS任務(wù)的重要事件
1．3．3IKAROS的展開系統(tǒng)
1．4太陽帆的關(guān)鍵技術(shù)
1．4．1動力學(xué)與控制
1．4．2太陽帆結(jié)構(gòu)設(shè)計、打包和展開技術(shù)
1．4．3材料技術(shù)
1．5本章小結(jié)
參考文獻
第2章太陽帆軌道動力學(xué)
2．1引言
2．2太陽光壓模型
2．3太陽帆軌道動力學(xué)
2．3．1日心軌道
2．3．2行星軌道
2．3．3非開普勒軌道
2．4本章小結(jié)
參考文獻
第3章太陽帆軌道轉(zhuǎn)移
3．1引言
3．2太陽帆局部最優(yōu)控制
3．2．1太陽帆局部最優(yōu)控制的形式
3．2．2局部最優(yōu)控制的應(yīng)用
3．3星際轉(zhuǎn)移軌道的時間最優(yōu)問題
3．3．1太陽帆時間最優(yōu)控制理論
3．3．2太陽帆時間最優(yōu)軌道轉(zhuǎn)移任務(wù)
3．3．3太陽帆時間最優(yōu)控制的求解方法
3．4太陽帆不變流形軌道轉(zhuǎn)移
3．4．1太陽帆不變流形的介紹
3．4．2地球到人工拉格朗日點的不變流形軌道轉(zhuǎn)移
3．4．3人工拉格朗日點之間的不變流形軌道轉(zhuǎn)移
3．4．4平衡點與周期軌道之間的軌道轉(zhuǎn)移
3．5本章小結(jié)
參考文獻
第4章太陽帆耦合動力學(xué)建模與分析
4．1引言
4．2動力學(xué)降階模型
4．2．1運動學(xué)描述
4．2．2動力學(xué)方程
4．3有限元模型與分析
4．3．1預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析
4．3．2瞬態(tài)動力學(xué)分析
4．4算例驗證與研究
4．4．1平動算例
4．4．2轉(zhuǎn)動算例
4．4．3時變特征研究
4．5太陽帆姿態(tài)軌道耦合動力學(xué)與控制
4．5．1懸浮軌道太陽帆姿態(tài)軌道耦合系統(tǒng)的穩(wěn)定性
4．5．2太陽帆姿態(tài)軌道耦合控制
4．5．3數(shù)值算例
4．6太陽帆結(jié)構(gòu)姿態(tài)軌道耦合動力學(xué)與控制
4．6．1日心懸浮軌道下柔性太陽帆動力學(xué)方程
4．6．2柔性太陽帆姿態(tài)保持控制
4．6．3存在振動初值的柔性太陽帆姿態(tài)保持控制
4．7本章小結(jié)
參考文獻
第5章太陽帆被動穩(wěn)定設(shè)計
5．1引言
5．2姿態(tài)被動穩(wěn)定原理分析
5．2．1對稱結(jié)構(gòu)的被動穩(wěn)定分析
5．2．2不對稱結(jié)構(gòu)的被動穩(wěn)定分析
5．3太陽帆人工拉格朗日點的被動穩(wěn)定設(shè)計
5．3．1太陽帆的結(jié)構(gòu)
5．3．2太陽帆被動穩(wěn)定在人工拉格朗日點的條件
5．4太陽帆日心懸浮軌道的被動穩(wěn)定設(shè)計
5．4．1平面太陽帆的自旋穩(wěn)定設(shè)計
5．4．2圓錐帆的自旋穩(wěn)定設(shè)計
5．4．3三軸穩(wěn)定太陽帆的被動穩(wěn)定設(shè)計
5．5本章小結(jié)
附錄5．A太陽帆轉(zhuǎn)動慣量的計算
附錄5．B導(dǎo)數(shù)量的表示
參考文獻
第6章太陽帆編隊飛行
6.1引言
6.2懸浮軌道附近的相對動力學(xué)與控制
6.2.1太陽帆懸浮軌道附近的相對動力學(xué)分析
6.2.2太陽帆懸浮軌道附近相對運動的穩(wěn)定性
6.2.3日心懸浮軌道附近的相對構(gòu)型分析與設(shè)計
6.2.4懸浮軌道附近的編隊控制
6.3繞地球周期軌道附近的編隊
6.3.1自然編隊
6.3.2相對運動控制
6.4本章小結(jié)
附錄6
參考文獻
第7章太陽帆的應(yīng)用
7.1引言
7.2太陽任務(wù)的介紹
7.2.1人工拉格朗日點任務(wù)
7.2.2GeoSail任務(wù)
7.2.3水星任務(wù)
7.2.4太陽極地軌道
7.3太陽帆在小行星牽引任務(wù)中的應(yīng)用
7.3.1引力拖車
7.3.2單個引力拖車的控制
7.3.3引力拖車編隊
7.3.4各種引力拖車的偏移能力
7.3.5本節(jié)小結(jié)
7.4太陽帆實現(xiàn)Halo軌道附近的編隊控制
7.4.1控制器設(shè)計
7.4.2直線編隊
7.4.3圓形編隊
7.4.4數(shù)值算例
7.5本章小結(jié)
參考文獻
新書資訊