四元数法及其应用 .pdf

内容简介本书针对航天飞行器的姿态控制问题，首先叙述四元数的基本理论及其计算方法，然后研究了在刚体姿控中利用四元数作为误差信号的控制稳定性问题，以及四元数的最优控制问题。本书可作为自动控制类研究生及科技人员的参考书。四元数法及其应用程国采编著责任编辑钟平封面设计侯云责任校对朱宝龙餐国防科技大学出版社出版发行湖南省新华书店经销园防科技大学印刷厂印刷085011681/32印张：5.875字数：142千1991年11月第1版1991年11月第1次印刷印数：700册序言四元数的基本概念，早在1843年B.P.哈密顿就提出来了。但一直停留在理论概念的探讨阶段，没有得到广泛的实际应用。近年来，由于航天技术的发展，需要解决大姿态角的控制问题。传统的欧拉角法，由于在大姿态角情祝下，欧拉方程是奇异的，给解大姿态角带来了困难。因而，四元数法日益受到重视。由于四元数方程是线性的，只有一个联系方程，在解算大姿态角时，带来很大方便，特别是可以直接用四元数分量作为控制信号，使四元数法的应用，得到很大的发展。70年代以来，数字计算机和计算技术的发展，有可能进行误差信号的合理选择和控制，四元数作为最理想的控制参数，被广泛采用，诸如导弹制导、载人飞船和航天飞机中的很多姿态控制任务中，都引用了四元数法。四元数具有很强的物理意义，它可以表征刚体姿态变换时的瞬时欧拉轴和所需的转角，作为一种姿态控制方法，是既古老而又年青的，在实际应用中，还有很多理论和实际问题需要解决。本书前两章是基本理论部分，叙述四元数的基本理论及其计算方法。后两章是应用部分，首先研究了在刚体姿态控制中利用四元数作为误差信号的控制稳定性问题，并分别对姿态控制中的定向问题和定位问题进行了研究。然后，利用最优控制理论研究了四元数的最优控制问题。给出了飞行器姿态控制喷嘴的开关控制规律，并结合航天飞行器姿态控制典型情况进行