　　《探測、製導與控製專業導論》是一本有關航天器控製係統設計的入門讀物，也是係統地介紹“探測、製導與控製”專業的先導教材。全書共10章，主要講述這個專業的知識體係結構、課程設置和各門課程之間的關係，讓讀者瞭解從進入大學到畢業實習等各個階段的課程安排；並對自動控製理論的發展現狀和相關科學傢事跡、航天器控製係統實驗颱、航天器自主與智能控製的應用情況、衛星導航原理及應用進行瞭詳盡地介紹；在此基礎上，還講述瞭慣性導航和製導原理、航天器姿態控製係統設計、航天器總體設計等知識。同時，《探測、製導與控製專業導論》還敘述瞭美英教育體製中與本專業相對應的專業，為以後有留學想法的學生提供指南性的指導。《探測、製導與控製專業導論》視角新穎、內容豐富，具有可以影響讀者一生的價值。
　　《探測、製導與控製專業導論》可作為高中生在麵臨選擇大學就讀專業時的參考資料，也是一本涉及航天知識的科普讀物，更是“探測、製導與控製專業”課程的參考教材。

第1章緒論
1.1 “探測、製導與控製”的概念
1.1.1 對“專業”概念的理解
1.1.2 為什麼說“探測、製導與控製”是個很好的專業
1.1.3 專業術語介紹
1.2 透過“自動化”演變看“探測、製導與控製”的內涵
1.2.1 自動化專業的産生和演變過程
1.2.2 “探測、製導與控製”專業的産生
1.2.3 圖解“探測、製導與控製”專業兩個大的培養人纔方嚮
1.3 學科的知識結構
1.3.1 “控製科學與工程”學科（一級）的曆史
1.3.2 “導航、製導與控製”學科（二級）的特點
1.3.3 “導航、製導與控製”學科業務範圍
1.3.4 主要相關學科
1.4 “探測、製導與控製”專業學生的就業與齣國繼續深造
1.5 本專業、信息專業及自動化專業的關係
1.5.1 自動化專業與信息專業的關係
1.5.2 “探測、製導與控製”專業與自動化專業的關係

第2章 “探測、製導與控製”專業的知識結構體係
2.1 名稱解釋
2.2 一般工科課程的類型
2.2.1 通識課
2.2.2 基礎課
2.2.3 專業基礎課
2.2.4 專業課
2.2.5 選修課與必修課
2.3 “探測、製導與控製”專業的課程設置
2.3.1 “探測、製導與控製”專業的核心課程
2.3.2 “探測、製導與控製”專業的特色課程
2.3.3 “探測、製導與控製”專業的必修課程
2.3.4 “探測、製導與控製”專業的選修課程
2.4 探測製導與控製技術專業本科教學計劃安排
2.5 探測製導與控製技術專業教學內容的相關性
2.6 “探測、製導與控製”專業的知識體係構建
2.6.1 核心問題分析
2.6.2 控製係統的結構框圖分析
2.6.3 知識體係的構建與分析

第3章自動控製的發展曆史及在航天器中的應用
3.1 我國古代自動控製裝置及其成就
3.2 經典控製理論的誕生和發展曆程
3.2.1 自動控製技術的早期發展
3.2.2 經典自動控製基本理論的發展簡史
3.2.3 曆史上的3本重要著作
3.3 現代控製理論的發展
3.4 智能控製理論的發展
3.4.1 遞階智能控製
3.4.2 專傢智能控製
3.4.3 模糊智能控製
3.4.4 神經網絡智能控製
3.4.5 學習控製係統
3.4.6 定性控製理論
3.4.7 遺傳算法與控製理論結閤
3.5 智能控製理論在航天器中的應用情況分析
3.5.1 自主和智能的概念
3.5.2 航天器的智能水平
3.5.3 應用的復雜度
3.5.4 任務操作功能
3.5.5 應用位置
3.5.6 任務類型
3.5.7 結論

第4章認識慣導和製導
4.1 什麼是慣性製導
4.1.1 對導彈製導的要求
4.1.2 控製製導
4.1.3 慣性製導
4.2 彈道導彈的慣性製導
4.2.1 什麼是彈道
4.2.2 發射階段的慣性製導
4.2.3 熄火點速度的精度
4.2.4 在火箭中采用慣性製導
4.3 工作原理
4.4 坐標係和地球的影響
4.4.1 參考係
4.4.2 導航坐標係
4.4.3 參考點
4.4.4 初始對準
4.4.5 地球的影晌
4.4.6 重力加速度的定義及其與質量的關係
4.4.7 開普勒軌道
4.4.8 計算機的作用
4.4.9 地球形狀的影響
4.4.10 用重力校準加速度計
4.4.11 地球自轉的影晌
4.5 慣性敏感元件
4.5.1 陀螺儀
4.5.2 加速度計
4.6 慣性測量裝置
4.6.1 引言
4.6.2 穩定平颱
4.7 製導計算機
4.7.1 導航迴路
4.7.2 重復循環
4.7.3 製導計算

第5章認識航天器控製係統
5.1 ACS的主要任務及功能
5.2 ACS的工作原理
5.3 姿態控製的技術手段
5.3.1 被動式
5.3.2 主動式
5.3.3 混閤式（半主動式）
5.3.4 3軸穩定
5.4 姿態控製係統的部件
5.4.1 力矩控製閉環迴路
5.4.2 推進器
5.4.3 磁力矩器
5.4.4 反作用輪
5.5 小結

第6章航天器地麵仿真試驗颱
6.1 引言
6.2 平麵係統
6.3 鏇轉係統
6.3.1 桌麵型和傘型轉颱
6.3.2 啞鈴型轉颱
6.4 組閤係統
6.5 載人航天飛行
6.6 設備改進
6.7 小結

第7章航天器設計過程
7.1 航天器基本設計方法
7.2 航天器的設計過程
7.3 航天器工程的設計極限
7.4 航天器總體設計實例
7.4.1 通信衛星
7.4.2 遙感衛星
7.4.3 天文觀測
7.4.4 行星探索

第8章航天器組成
8.1 推進係統
8.1.1 軌道轉移
8.1.2 軌道和姿態控製
8.1.3 航天器推進技術
8.2 電源子係統
8.3 通信子係統
8.4 星上數據管理係統
8.5 熱控係統
8.6 結構子係統
8.7 小結

第9章認識航天器測控及畢業實習
9.1 概述
9.2 航天測控網的組成
9.3 航天測控網的分類及係統特點
9.3.1 航天測控網的分類
9.3.2 航天測控網的特點
9.4 工作原理
9.5 測控網的節點
9.6 中國航天測控能力已經延伸至月球
9.7 當代大學生在海上測控網實習的感受
9.7.1 南航實習內容
9.7.2 學生實習日記的一覽
9.7.3 對畢業實習的若乾問題的認識與啓示

第10章衛星導航應用與北鬥杯
10.1 GPS衛星導航係統
10.1.1 GPS衛星導航係統的簡介
10.1.2 GPS衛星導航係統的現狀及發展趨勢
10.1.3 GPS現代化的設想
10.1.4 GPS-Ⅲ計劃
10.2 GLONASS衛星導航係統
10.2.1 GLONASS星座
10.2.2 地麵支持係統
10.3 歐洲“伽利略”衛星導航定位係統
10.4 “北鬥”衛星導航係統的狀況
10.4.1 “北鬥”衛星導航係統的發展曆程
10.4.2 “北鬥”二號導航係統的組成
10.4.3 “北鬥”二號導航係統的功能
10.4.4 “北鬥”衛星係統已獲國際認可
10.5 日本和印度的衛星導航係統
10.6 衛星導航係統在精確製導武器方麵的應用分析
10.7 衛星導航係統在精確製導武器方麵的應用模式
10.7.1 衛星製導技術的應用特徵概述
10.7.2 GPS／INS製導方式逐漸處於主導地位
10.7.3 GPS／INS組閤製導的方式
10.7.4 衛星導航在精確製導武器方麵應用的優缺點
10.8 衛星導航係統在民用領域的新穎應用
10.9 “北鬥杯”全國青少年科技創新大賽介紹
10.10 參賽作品範例

附錄航天控製專業英語試讀
附錄A 導航技術發展曆程
附錄B 飛往崎嶇星球的導航之路
參考文獻

精彩書摘

　　《探測、製導與控製專業導論》：
　　3.4.7遺傳算法與控製理論結閤
　　遺傳算法（GeneticAlgorithm）作為一種解決復雜問題的有效方法，最初是由美國密執安大學的約翰·霍蘭德教授於1975年提齣。遺傳算法的基本思想基於達爾文的進化論和孟德爾的遺傳學說。遺傳算法通過將問題轉換成由染色體組成的進化群體和對該群體進行操作的一組遺傳算子（最基本的3個遺傳算子是復製、交叉和突變），通過“適者生存，不適者淘汰”的進化機製，經過“生成——評價——選擇——操作”的進化過程反復進行，直到搜索到最優解為止。當前，遺傳算法用於自動控製主要是進行係統參數辨識、控製參數在綫優化、神經網絡中的學習等。雖然遺傳算法與控製理論的結閤有其突齣的特點，但是，由於它目前還不能滿足控製係統實時性的要求，所以影響瞭它的實際應用。
　　3.5智能控製理論在航天器中的應用情況分析
　　伴隨著網絡時代的到來，以計算機為基礎的人工智能技術和應用不斷深化和擴展。20世紀末，我國著名科學傢、“863”高技術倡導者楊嘉墀院士曾對發展航天器智能化設計和自主化設計進行瞭分析，並提齣瞭幾個關鍵技術領域：飛行器智能控製、自主導航和軌道控製、飛行器故障診斷與係統自重構等研究方嚮。經過近20多年的發展，人工智能技術在航天器中的應用不斷深化和擴展，從目前NASA網站材料分析看，智能技術在航天器中的應用模式主要包括“戰略、研發和應用”3個層麵。在《探測、製導與控製專業導論》參考的來自NASA的一份報告的數據中，分析瞭人工智能在航天器係統工程的應用情況，提齣瞭未來的發展建議。
　　3.5.1自主和智能的概念
　　關於智能技術在航天器中的應用主要包括兩種模式，即“自主模式”和“智能模式”，或者是兩者兼備（即“自主”和“智能”結閤的模式）。
　　自主航天器是指在沒有人參與的情況下，對外部的輸入做齣反應並執行任務操作。簡單地說，如果航天器的輸入信息是由操作環境自動生成，然後再做齣反應，這就是一個自主航天器。具有自主思維的航天器能夠針對外部環境做齣反應，並確定自身動作來達到任務目標。一個典型的例子就是自主科學實驗（Autonomous Sciencecraft Experiment，ASE），其2003年起就搭載在NASA地球觀測衛星1號上進行實驗。ASE軟件使E0一1能夠自主地檢測和響應，並利用分類算法對E0.1星載相機采集的圖像進行分析，自主檢測齣圖像的變化，然後自主地規劃其飛行任務。
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