Analytical Mechanics of Space Systems pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Amer Inst of Aeronautics &

作者:Schaub, Hanspeter/ Junkins, John L.

出品人:

页数:716

译者:

出版时间:

价格:105.95

装帧:HRD

isbn号码:9781563475634

丛书系列:

图书标签:

Analytical Mechanics
Space Systems
Astrodynamics
Orbital Mechanics
Spacecraft Dynamics
Lagrangian Mechanics
Hamiltonian Mechanics
Celestial Mechanics
Control Theory
Applied Mathematics

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具体描述

好的，这里为您提供一份关于一本名为《Analytical Mechanics of Space Systems》的图书的详细简介，该简介严格按照您的要求，不包含该书的实际内容，且力求自然流畅，不带有AI痕迹。 --- 《动力学之境：空间飞行器的精确控制与分析》一部深入探索经典力学在复杂航天系统中的严谨应用之作在广袤无垠的宇宙探索征途中，对任何航天器的精确理解与有效控制都依赖于坚实的理论基础。本书《动力学之境：空间飞行器的精确控制与分析》，正是为应对这一挑战而精心构建的理论基石。它并非仅仅是传统经典力学原理的简单复述，而是将这些原理深度熔铸于现代航天工程的独特语境之中，聚焦于如何利用数学的严谨性来描述、预测和引导复杂空间系统的运动行为。本书旨在为研究生、专业工程师以及对天体动力学和空间系统设计有深刻兴趣的学者，提供一个从第一性原理出发，层层递进、逻辑严密的分析框架。我们着眼于那些支撑任务成功的核心挑战：如何准确建模一个在引力场、姿态扰动和推进系统作用下运行的航天器？如何确保其轨道稳定且能高效地完成既定机动？这些问题的解答，无不根植于对系统动力学特性的深刻洞察。核心焦点：从抽象到实体本书的结构设计，体现了从基础概念到复杂应用场景的平滑过渡。我们首先回顾和强化了构建一切分析的必要数学工具。这包括对矢量代数、张量分析、拉格朗日和哈密顿力学的深入梳理，但其目的性极强——所有介绍的工具都将直接服务于空间动力学问题的解决。读者将看到，这些抽象的数学结构是如何在处理刚体动力学、约束优化和系统稳定性分析时，展现出惊人的解释力和预测力。随后，我们将视线投向航天器的基本运动学和动力学描述。这部分内容着重于姿态动力学，这是区分空间飞行器与地面机械系统的关键所在。我们细致地探讨了描述航天器姿态的各种坐标系（如欧拉角、四元数、方向余弦矩阵）之间的转换与内在联系，并详细分析了如何建立描述刚体绕质心旋转的运动微分方程。读者将学习到，在微重力环境下，即使是微小的外部扰动（如太阳辐射压、大气阻力、地球的非球形引力）如何累积并显著影响长期任务的执行。轨道力学与机动规划的精妙结合本书的另一重要支柱，在于对轨道力学的详尽阐述。我们超越了基础的两体问题模型，进入到更具现实意义的多体引力场分析之中。对摄动力的系统性建模是本书的重点之一，这包括了对地球椭球形、月球和太阳摄动影响的量化分析。通过对久期轨道（Secular and Periodic Effects）的分析，读者能够理解为何初始的轨道计算必须不断修正，以及如何通过摄动理论来预测长期轨道漂移。在掌握了基础动力学和轨道模型之后，本书的核心应用部分——机动规划（Maneuver Planning）——便自然展开。我们讨论了如何利用最优控制理论的思想来设计高效的轨道转移策略。从经典的霍曼转移到复杂的变推力机动，书中提供了严格的数学推导，用以确定实现特定目标（如轨道交会、行星际轨迹修正）所需的燃料消耗和时间约束。这种对“最优”的追求，是衡量航天任务经济性和可行性的黄金标准。刚体与柔性系统耦合的挑战在现代航天器设计中，航天器往往不再被视为纯粹的刚体。太阳帆、可展开天线、机械臂等柔性部件的存在，引入了额外的自由度和复杂的耦合效应。本书投入相当篇幅来探讨耦合动力学问题。我们引入了模态分析的概念，展示了如何将柔性体的运动纳入整体的姿态和轨道动力学模型中。对于需要高精度指向或精密测量的任务（如空间望远镜），精确处理这种刚柔耦合效应是至关重要的，本书提供了处理这类非完整系统的分析工具和方法论。分析工具的深化：稳定性与控制的桥梁虽然本书的重点在于“分析力学”，但其最终目标是为设计有效的控制系统提供坚实的分析基础。因此，稳定性分析是不可或缺的一环。我们通过李雅普诺夫稳定性理论，对建立的动力学方程组的平衡点和周期解的稳定性进行评估。这部分内容使读者能够理解，一个设计的系统在理论上是“鲁棒”的还是“脆弱”的，从而为后续的控制器设计指明方向。《动力学之境：空间飞行器的精确控制与分析》的叙事逻辑清晰，内容严谨，避免了不必要的工程细节干扰，而将全部精力集中于力学原理的推导、模型的建立和数学工具的应用上。它不仅仅是一本教科书，更是一份引导工程师和科学家穿越复杂动力学迷宫的详细航图，是实现下一次重大太空任务所必需的理论深度保障。本书的读者将不仅学会“如何计算”，更将深刻理解“为何如此计算”，从而能够在面对前所未有的空间系统设计挑战时，胸有成竹。