《航天智能技术应用导论》专注智能技术在航天领域的应用，旨在讨论和分析智能技术对航天技术发展的影响和推动。《航天智能技术应用导论》系统介绍航天智能技术的概念、发展历史、技术现状和未来趋势，深入分析智能技术在航天领域中的典型应用，包括智能技术在航天器设计制造、感知、决策、控制和健康管理等方面的应用，并对航天器新型结构的设计与发展趋势进行了预测和展望。通过多层次的框架设计，《航天智能技术应用导论》内容涵盖从技术理论到实际应用各个层面，全面系统地构架航天智能技术的知识体系，可为读者提供智能技术在航天领域内从顶层设计到具体应用的全面参考。
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入选教育部“长江学者”特聘教授，2017；入选国家“万人计划”科技创新领军人才，2017； 获陕西省科学技术一等奖，2016，排名第1； 军委科技委某领域专家组成员、担任加拿大卡尔加里大学兼职教授、担任上海市空间智能控制重点实验室学术委员会委员、担任美国航空航天学会高级会员
目录
序
前言
第1章 “航天+智能”概述 1
1.1 航天智能技术 1
1.1.1 航天智能技术的概念 1
1.1.2 航天智能技术的现状 2
1.1.3 我国航天智能技术发展趋势 2
1.2 典型的航天器 3
1.2.1 典型的航天运载工具 3
1.2.2 典型的航天智能体 3
1.2.3 深空探测器 4
1.3 典型的智能技术 5
1.3.1 人工智能 5
1.3.2 大数据 5
1.3.3 移动网络 6
1.3.4 信号处理 6
1.4 “航天+智能”技术发展应用趋势 6
1.4.1 航天智能技术发展应用概述 6
1.4.2 智能技术在航天领域的应用 7
1.4.3 未来技术发展趋势 8
1.4.4 面临的机遇与挑战 9
1.5 “航天+智能”人才培养体系架构 10
1.5.1 “航天+智能”能力体系 10
1.5.2 工程应用和问题导向 11
1.5.3 知识体系 11
习题 12
参考文献 12
第2章 智能技术在航天器设计制造中的应用 13
2.1 基于智能优化算法的航天器总体设计 13
2.1.1 航天器总体设计概述 13
2.1.2 智能优化算法简介 15
2.1.3 智能优化算法在航天器总体设计中的应用 18
2.1.4 航天器总体设计方案的评价与决策 20
航天智能技术应用导论 vi
2.2 基于MBD技术的卫星数字化协同设计 22
2.2.1 MBD技术概念及在卫星设计中的应用 22
2.2.2 基于MBD技术的卫星数字化协同设计流程和技术 23
2.2.3 MBD技术在卫星数字化协同设计中的优势和挑战 24
2.3 基于数字孪生技术的航天器全生命周期设计制造 26
2.3.1 数字孪生技术的基本原理 27
2.3.2 数字孪生技术在航天器设计中的应用 27
2.3.3 基于数字孪生技术的航天器全生命周期设计制造流程 29
2.3.4 数字孪生的关键技术 29
2.3.5 数字孪生技术在航天器设计制造中的优势和挑战 30
2.4 大型航天金属件3D打印技术 31
2.4.1 3D打印技术的概念和基本原理 32
2.4.2 大型航天金属件3D打印技术的工艺和方法 33
2.4.3 3D打印技术的应用 35
2.4.4 3D打印技术在大型航天金属件制造中的优势和挑战 35
2.5 大型空间结构智能在轨装配技术 36
2.5.1 在轨装配技术的基本概念 36
2.5.2 在轨装配技术的构建方法 37
2.5.3 在轨装配的关键技术 37
2.5.4 大型空间结构智能在轨装配技术的优势和挑战 38
习题 39
参考文献 39
第3章 智能技术在航天器感知中的应用 41
3.1 弹载目标智能探测识别定位技术 41
3.1.1 弹载目标智能探测识别定位技术的原理和应用 41
3.1.2 弹载目标智能探测识别定位技术的优势和挑战 47
3.2 火箭智能惯性导航技术 48
3.2.1 火箭智能惯性导航技术的原理 49
3.2.2 火箭智能惯性导航技术的优势和挑战 50
3.3 卫星智能对地遥感技术 52
3.3.1 卫星智能对地遥感技术的原理和应用 53
3.3.2 智能技术在遥感应用中的发展 58
3.4 空间智能态势感知技术 60
3.4.1 空间智能态势感知技术内涵 60
3.4.2 地基空间智能态势感知技术和天基空间智能态势感知技术 62
3.4.3 空间智能态势感知关键技术 62
3.5 行星探测器自主着陆与巡航感知技术 65
3.5.1 自主着陆与巡航感知技术原理与应用 65
3.5.2 着陆区三维场景构建关键技术 67
习题 68
参考文献 68
第4章 智能技术在航天器决策中的应用 70
4.1 导弹智能导航技术与弹道规划技术 70
4.1.1 导弹智能导航技术 70
4.1.2 导弹智能导航技术应用 73
4.1.3 导弹弹道规划技术 74
4.1.4 智能弹道优化算法 76
4.2 火箭发射安全智能弹道监测技术 77
4.2.1 火箭发射安全智能弹道监测技术的基本原理和方法 79
4.2.2 智能算法应用 83
4.3 卫星导航技术与轨道规划技术 86
4.3.1 卫星导航技术 86
4.3.2 卫星智能导航技术应用 89
4.3.3 卫星轨道规划技术 90
4.3.4 卫星智能轨道规划技术应用 92
4.4 行星探测器自主定位技术与轨迹规划技术 96
4.4.1 行星探测器自主定位技术 96
4.4.2 行星探测器轨迹规划技术 100
4.5 飞行器智能博弈决策技术 103
4.5.1 飞行器智能博弈决策基本原理 103
4.5.2 飞行器智能博弈决策关键技术 104
习题 106
参考文献 106
第5章 智能技术在航天器控制中的应用 108
5.1 智能控制系统基本概念 108
5.1.1 智能控制系统概述 108
5.1.2 智能控制系统原理及特点 110
5.1.3 智能控制系统的类型 111
5.2 智能控制在导弹控制系统中的应用 114
5.2.1 导弹控制系统 114
5.2.2 具有PID功能的模糊控制器 114
5.2.3 基于BP神经网络整定的PID控制系统 115
5.2.4 基于遗传算法的PID整定 115
5.2.5 基于深度强化学习的驾驶仪参数快速整定方法 116
5.3 运载火箭自适应飞行控制技术 116
5.3.1 运载火箭控制系统的主要组成和功能 116
5.3.2 运载火箭控制技术进展 117
5.3.3 自适应控制技术 117
5.3.4 基于强化学习的姿态控制律设计 120
5.3.5 基于智能自适应的多执行器协同控制技术 120
5.3.6 基于自适应动态规划的运载火箭容错控制技术 121
5.4 卫星姿轨智能控制技术与应用 121
5.4.1 模糊控制技术的原理及其在卫星姿轨智能控制中的应用 122
5.4.2 神经网络控制技术的原理及其在卫星姿轨智能控制中的应用 124
5.4.3 基于模型的深度强化学习控制技术的原理及其在卫星姿轨智能控制中的应用 125
5.4.4 基于粒子群优化算法的控制技术的原理及其在卫星姿轨智能控制中的应用 127
5.4.5 模糊神经网络控制技术的原理及其在卫星姿轨智能控制中的应用 128
5.5 空间机器人智能抓捕控制技术与应用 129
5.5.1 模糊控制在空间抓捕中的应用 130
5.5.2 神经网络控制在空间抓捕中的应用 130
5.5.3 强化学习的原理及其在空间抓捕中的应用 131
5.5.4 模糊回归神经网络控制的原理及其在空间抓捕中的应用 132
5.6 多星智能组网编队技术协同控制、队形保持 133
5.6.1 模糊控制在多星智能组网编队中的应用 134
5.6.2 神经网络在多星智能组网编队中的应用 134
习题 135
参考文献 136
第6章 智能技术在航天器健康管理中的应用 138
6.1 航天器智能健康监测技术 138
6.1.1 航天器智能健康监测技术的基本原理与方法 138
6.1.2 航天器智能健康监测的关键技术 139
6.1.3 智能健康监测技术应用 142
6.2 航天器智能故障诊断技术 146
6.2.1 航天器智能故障诊断技术的基本原理与方法 146
6.2.2 航天器智能故障诊断的关键技术 151
6.2.3 智能故障诊断技术应用 153
6.3 空间机器人在轨组装维修技术 156
6.3.1 空间机器人在轨组装维修技术的基本原理与方法 157
6.3.2 空间机器人在轨组装维修的关键技术 159
6.3.3 应用前景和发展趋势 162
习题 166
参考文献 166
第7章 智能技术在航天器新型结构中的应用 169
7.1 智能蒙皮 169
7.1.1 智能蒙皮的原理和设计 169
7.1.2 智能蒙皮的关键技术 171
7.1.3 智能蒙皮在航天器中的应用和优势 172
7.2 可变形航天器 174
7.2.1 可变形航天器的原理和设计 174
7.2.2 可变形航天器的关键技术 175
7.2.3 应用前景和发展趋势 177
7.3 变结构航天器 179
7.3.1 变结构航天器的原理和设计 179
7.3.2 变结构航天器的关键技术 181
7.3.3 应用前景和发展趋势 182
7.4 空间软体机器人 184
7.4.1 空间软体机器人的原理和设计 184
7.4.2 空间软体机器人的驱动类型 189
7.4.3 空间软体机器人在空间环境中的应用 193
习题 194
参考文献 194
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