空间操控技术是航天器在轨服务、空间碎片清理等在轨任务的基础。《空间非合作目标操控及地面验证》总结了航天飞行动力学技术重点实验室在空间操控与地面实验领域近十年来的科研成果。《空间非合作目标操控及地面验证》针对空间在轨故障航天器、失效卫星、空间碎片等空间非合作目标的在轨操控进行系统论述和深入研究；介绍空间非合作目标操控的核心技术，包括目标参数识别、目标消旋、自主安全交会对接控制、非合作目标抓捕和地面实验等。另外，介绍由航天飞行动力学技术重点实验室自主研发的国内的地面液磁混合悬浮等效微重力效应模拟平台，以及基于此平台开展的空间操控地面实验。
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目录
前言
第1章 具有信息不完备特征的空间非合作目标在轨识别 1
1.1 空间非合作目标位姿质量参数一体化估计 1
1.1.1 基于DVQ的空间非合作目标姿轨一体化运动学与动力学模型 2
1.1.2 空间非合作目标观测模型 7
1.1.3 空间非合作目标模型线性化 8
1.1.4 空间非合作目标位姿质量参数一体化估计可观测性分析 14
1.1.5 基于EKF的空间非合作目标位姿质量参数一体化估计 17
1.2 基于自适应两步滤波的一体化估计算法 27
1.2.1 基于自适应两步滤波的空间非合作目标参数估计算法 27
1.2.2 DVQ-AETSF仿真分析 32
1.3 基于深度混合神经网络的参数估计算法 38
1.3.1 BP神经网络设计 39
1.3.2 DCNN设计 42
1.3.3 DVQ-MANN算法设计 45
1.3.4 DVQ-MANN仿真分析 46
1.4 基于多航天器协同观测的空间非合作目标参数识别 50
1.4.1 多航天器协同观测及空间非合作目标信息提取 51
1.4.2 基于EKF的空间非合作目标姿态解算 56
1.4.3 仿真分析 58
参考文献 67
第2章 基于多航天器编队的电磁非接触式消旋 69
2.1 空间非合作目标消旋方法 69
2.1.1 接触式消旋方法 69
2.1.2 非接触式消旋方法 73
2.1.3 其他消旋方法 76
2.2 多航天器协同电磁非接触式消旋 77
2.2.1 问题描述 77
2.2.2 理论推导 78
2.2.3 仿真验证 85
参考文献 88
第3章 多约束条件下空间非合作目标自主安全交会对接控制 91
3.1 考虑运动约束的自主安全交会对接控制 91
3.1.1 坐标系定义与运动模型 92
3.1.2 运动约束与问题描述 95
3.1.3 模型参数已知情况下的自主安全控制律设计 100
3.1.4 模型参数未知情况下的鲁棒自适应安全控制律设计 117
3.2 速度级状态不可测的输出反馈自主安全交会对接控制 129
3.2.1 基础介绍和问题描述 131
3.2.2 输出反馈控制律设计 134
3.3 多约束条件下的自主安全交会对接控制 150
3.3.1 问题描述 150
3.3.2 基于模型预测控制方法的自主安全交会对接控制 156
3.3.3 仿真验证 161
参考文献 168
第4章 外形---运动自适应的空间非合作目标多指包络抓捕 171
4.1 空间非合作目标多指包络抓捕问题描述 171
4.2 多指机构 172
4.2.1 多指机构结构模型 172
4.2.2 空间非合作目标包络条件 173
4.3 “主-从”式多指包络算法设计 174
4.3.1 包络点追踪 175
4.3.2 包络边匹配 177
4.3.3 从手指构型确定 179
4.3.4 有效包络构型确定 180
4.4 仿真验证 180
4.4.1 扁平型空间非合作目标多指包络抓捕 181
4.4.2 一般性三维空间非合作目标多指包络抓捕 184
参考文献 187
第5章 液磁混合悬浮等效微重力实验平台及地面实验 189
5.1 液磁混合悬浮的基本原理 190
5.2 地面液磁混合悬浮等效微重力效应模拟实验平台 193
5.2.1 液浮系统 193
5.2.2 电磁系统 194
5.2.3 测量系统 195
5.2.4 支持保障系统 197
5.2.5 实验体系统 198
5.3 基于液磁混合微重力平台的单航天器交会对接实验 201
5.3.1 控制系统模型 201
5.3.2 自抗扰控制器设计 202
5.3.3 实验验证 203
参考文献 205
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