哈工大航天學院課程空間飛行器動力學與控制載人飛船技術課件空間飛行器動力學基礎空間飛行器控制技術載人飛船技術空間飛行器動力學與控制實驗載人飛船技術應用案例contents目錄01空間飛行器動力學基礎作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在同一直線上。牛頓第三定律剛體動力學彈性體動力學研究剛體在力作用下的運動規律，包括平動、轉動和復合運動。研究彈性體在力作用下的運動規律，包括彈性波傳播和振動等。030201動力學基本概念F=ma，表述了物體加速度與作用力之間的關系。牛頓第二定律研究多個質點之間的相互作用和運動規律，適用于描述多體系統動力學問題。質點系動力學愛因斯坦相對論中的質能關系和時空觀念對航天器動力學的影響。相對論動力學空間飛行器動力學模型

空間飛行器動力學分析方法數值分析法通過數值計算方法求解微分方程或積分方程，得到飛行器的運動軌跡和狀態。解析法通過數學推導和證明，得到飛行器的運動規律和性質。近似法通過近似計算和簡化，得到飛行器的近似運動規律和性質。02空間飛行器控制技術控制系統定義控制系統是由控制器、受控對象和執行機構組成的閉環系統，用于實現特定目標或任務。控制系統的基本組成控制系統通常包括輸入、輸出、控制算法和反饋等部分，通過控制算法對受控對象的輸出進行調節，使其達到預期目標。控制系統的分類根據不同的分類標準，如控制方式、控制精度、控制速度等，可以將控制系統分為多種類型。控制系統基本原理閉環控制策略閉環控制策略是指控制系統的輸出通過反饋連接到輸入，控制算法根據輸入和反饋回來的輸出之間的誤差進行調整，以實現精確控制。開環控制策略開環控制策略是指控制系統的輸出與輸入之間沒有反饋連接，控制算法根據輸入直接計算出輸出值。自適應控制策略自適應控制策略是指控制系統能夠根據受控對象的變化自動調整控制算法參數，以適應不同工況下的控制要求。空間飛行器控制策略通過控制系統對衛星軌道進行精確調整，實現衛星的定點、定高度和定傾角等任務。衛星軌道控制通過控制系統對飛船返回軌道進行精確控制，確保飛船安全返回地球。載人飛船返回技術通過控制系統對深空探測器進行精確姿態調整和軌道控制，實現科學探測任務。深空探測器控制空間飛行器控制技術應用03載人飛船技術指能夠搭載宇航員進入太空，并在太空軌道上運行，完成特定任務的人造飛行器。載人飛船的定義具有生命保障系統、返回著陸系統、防熱系統等，以確保宇航員的生命安全和返回地球。載人飛船的特點進行科學實驗、太空探測、建設空間站等任務。載人飛船的用途載人飛船概述提供載人飛船進入軌道和返回地球所需的動力，包括火箭發動機和推進劑。推進系統提供宇航員在太空中的生活保障，包括氧氣、水、食物等。生命保障系統用于保護飛船在進入大氣層時免受高溫和燃燒的損害。防熱系統使飛船安全返回地球并著陸，包括降落傘、反推火箭等。返回著陸系統載人飛船結構與功能從最早的東方號載人飛船到國際空間站，載人飛船技術不斷發展，宇航員在太空中的生活和工作條件也得到了極大的改善。發展歷程未來載人飛船將更加注重安全性、舒適性和可持續性，同時也會出現更多的小型載人飛船和私人太空旅游載人飛船。發展趨勢載人飛船技術發展歷程與趨勢04空間飛行器動力學與控制實驗實驗設備高精度運動平臺、傳感器、數據采集系統等。實驗環境無塵實驗室，溫度、濕度可控。實驗設備與環境研究空間飛行器的動力學特性、姿態控制、軌跡跟蹤等。通過模擬飛行環境，對飛行器進行實時控制和數據采集，分析其性能指標。實驗內容與方法實驗方法實驗內容實驗結果與分析實驗結果獲得了空間飛行器的動力學模型、最優控制策略和跟蹤誤差等數據。結果分析對實驗結果進行深入分析，探討了影響飛行器性能的主要因素，提出了改進措施。05載人飛船技術應用案例國際空間站上的載人任務主要涉及太空實驗、維修和組裝、以及對地球和其他天體的觀測。這些任務為人類在太空中的生活和工作提供了寶貴的經驗，并為未來的深空探索奠定了基礎。國際空間站（ISS）是迄今為止最大的載人航天器，通過多次載人任務，實現了長期駐留和科研工作。國際空間站載人任務中國載人航天工程（CMSE）是中國自主開展的載人航天計劃，旨在實現航天員的長期駐留和空間站建設。中國已經成功執行了多次載人飛行任務，包括神舟系列飛船和天宮系列空間站。中國載人航天工程的發展不僅提升了中國的國際地位，也為人類探索太空提供了新的視角和經驗。中國載人航天工程除國際空間站和中國載人航天工程外，還有許多國家正在開展或計劃開展載人航天計劃。這些計劃包括美國