Этот курс входит в специализацию ''Специализация Advanced Spacecraft Dynamics and Control'

Hanspeter Schaub

от партнера

Специализация Advanced Spacecraft Dynamics and ControlКолорадский университет в Боулдере

Об этом курсе

Недавно просмотрено: 2 585

This course is part 2 of the specialization Advanced Spacecraft Dynamics and Control. It assumes you have a strong foundation in spacecraft dynamics and control, including particle dynamics, rotating frame, rigid body kinematics and kinetics.  The focus of the course is to understand key analytical mechanics methodologies to develop equations of motion in an algebraically efficient manner.  The course starts by first developing D’Alembert’s principle and how the associated virtual work and virtual displacement concepts allows us to ignore non-working force terms.  Unconstrained systems and holonomic constrains are investigated.  Next Kane's equations and the virtual power form of D'Alembert's equations are briefly reviewed for particles.
Next Lagrange’s equations are developed which still assume a finite set of generalized coordinates, but can be applied to multiple rigid bodies as well.  Lagrange multipliers are employed to apply Pfaffian constraints.  

Finally, Hamilton’s extended principle is developed to allow us to consider a dynamical system with flexible components.  Here there are an infinite number of degrees of freedom.  The course focuses on how to develop spacecraft related partial differential equations, but does not study numerically solving them.  The course ends comparing the presented assumed mode methods to classical final element solutions.

Гибкие сроки

Назначьте сроки сдачи в соответствии со своим графиком.

Сертификат, ссылками на который можно делиться с другими людьми

Получите сертификат по завершении

100% онлайн

Начните сейчас и учитесь по собственному графику.

Курс 2 из 3 в программе

Специализация Advanced Spacecraft Dynamics and Control

Продвинутый уровень

Graduate course on Spacecraft Dynamics and Control, background in vector calculus, linear algebra, basic differential equations.

Прибл. 32 часа на выполнение

Английский

Будет ли вашей компании выгодно обучить сотрудников востребованным навыкам?

Попробуйте Coursera для бизнеса

Чему вы научитесь

Use virtual work methods to develop equations of motion of mechanical systems.
Understand how to use Lagrange multipliers to study constrained dynamical systems.
Be able to derive the equations of motion of a spacecraft with flexible sub-components.

Приобретаемые навыки

Lagrangian Dynamics
holonomic constraints
D'Alembert's Principle
Hamilton's Extended Principle
multi-body dynamics

Гибкие сроки

Назначьте сроки сдачи в соответствии со своим графиком.

Сертификат, ссылками на который можно делиться с другими людьми

Получите сертификат по завершении

100% онлайн

Начните сейчас и учитесь по собственному графику.

Курс 2 из 3 в программе

Специализация Advanced Spacecraft Dynamics and Control

Продвинутый уровень

Graduate course on Spacecraft Dynamics and Control, background in vector calculus, linear algebra, basic differential equations.

Прибл. 32 часа на выполнение

Английский

Будет ли вашей компании выгодно обучить сотрудников востребованным навыкам?

Попробуйте Coursera для бизнеса

Преподаватели

Hanspeter Schaub

Glenn L. Murphy Chair in Engineering, Professor

Department of Aerospace Engineering Sciences

28 441 учащийся

7 курсов

от партнера

Колорадский университет в Боулдере

Узнайте, как сотрудники ведущих компаний осваивают востребованные навыки

Подробнее о Coursera для бизнеса

Программа курса: что вы изучите

Неделя

Неделя 1

11 ч. на завершение

Generalized Methods of Analytical Mechanics

11 ч. на завершение

24 видео ((всего 288 мин.))

24 видео

Welcome to the Course!3мин

Motivation for Analytical Mechanics21мин

Introduction1мин

Virtual Displacements16мин

Taking First Order Variations16мин

Virtual Work11мин

Example: Circularly Orbiting Particle7мин

Example: Planar Spinning Body5мин

Classical Form of D'Alembert's Principle19мин

Example: Falling Rod Revisited15мин

Example: Generalized Forces on Particle14мин

Virtual Power Form of D'Alembert's Equations16мин

Example: Cart-Pendulum System22мин

Example: Planar Orbital Motion13мин

Torques Acting on a Rigid Body8мин

Example: Generalized Force on 2-Link System12мин

Holonomic Constraints8мин

Example: Spherical Pendulum6мин

Example: Constrained 3D Particle Motion16мин

Multiple Constraints7мин

Pfaffian Constraints10мин

General Constrained Optimization7мин

Example: Extremum on Circles4мин

Discussion on Constrainted Optimization18мин

10 практических упражнений

Virtual Displacements15мин

Taking First Order Variations30мин

Virtual Work1ч

Classical Form of D'Alembert's Principle1ч 30мин

Virtual Power Form of D'Alembert's Equations1ч

Torques Acting on a Rigid Body30мин

Holonomic Constraints1ч

Multiple Constraints10мин

Pfaffian Constraints15мин

Constrained Optimization30мин

Неделя

Неделя 2

11 ч. на завершение

Energy Based Equations of Motion

11 ч. на завершение

19 видео ((всего 185 мин.))

19 видео

Derivation of Basic Lagrange's Equations12мин

Review: Lagrangian Dynamics7мин

Example: Particle in a Plane10мин

Lagrange's Equations with Conservative Forces7мин

Example: Cart-Pendulum revisited with Lagrange's equationsrev10мин

Constrained Lagrange's Equations13мин

Example: Particle in Rotating Tube10мин

Example: Rolling Wheel26мин

Example: Falling Ring5мин

Compact Matrix Form of Lagrange's Equations10мин

Cyclic Coordinates4мин

Example: Falling Planar Particle3мин

Example: Planar Particle on a Spring3мин

Routhian Reduction11мин

Example: Falling Planar Particle With Routhian4мин

Motivation for Boltzmann Hamel Equations13мин

Quasi Velocity Coordinates2мин

Boltzmann Hamel Equation Development11мин

Example: Rigid Body Motion in Free Space12мин

6 практических упражнений

Basic Lagrange's Equations30мин

Lagrange's Equations with Conservative Forces1ч 30мин

Constrained Lagrange's Equations2ч 30мин

Compact Matrix Form of Lagrange's Equations1ч

Cyclic Coordinates1ч

Boltzmann Hamel Equations1ч

Неделя

Неделя 3

10 ч. на завершение

Variational Methods in Analytical Dynamics

10 ч. на завершение

21 видео ((всего 256 мин.))

21 видео

Motivation for Variational Methods5мин

Variational Calculus20мин

Hamilton's Principle Function3мин

Hamilton's Variational Principles13мин

Example: Spring-Mass-Damper System9мин

Extremun of Hamilton's Principle Function7мин

Hamilton's Law of Varying Action3мин

Example: Particle In Gravity Field10мин

Example: Linear Oscillator System6мин

Review of Hamilton's Extended Principle7мин

Non-Uniform Axially Elastic Rod29мин

Example: Elastic Rod with External Force37мин

Motivation for Hybrid Systems3мин

Hybrid Coordinate Definitions4мин

Hybrid Lagrangian Formulation10мин

Example: Axial Rod and Spring-Mass System12мин

Example: Hub with Euler-Bernoulli Beam9мин

Motivation for Reduction to a Finite Set of Coordinates1мин

Assumed Modes Method16мин

Example27мин

Input Shaped Attitude Control16мин

7 практических упражнений

Variational Calculus30мин

Hamilton's Principles1ч 30мин

Hamilton's Law of Varying Action45мин

Non-Uniform Axially Elastic Rod1ч 30мин

Hybrid Dynamical Systems1ч

Finite Dimensional Modeling15мин

Input Shaped Attitude Control15мин

Специализация Advanced Spacecraft Dynamics and Control: общие сведения

This Specialization on advanced spacecraft dynamcis and control is intended for experienced spacecraft dynamics and GNC engineers and researchers. It is assumed the viewer has completed the prior spacecraft dynamics specialization already. Through 3 courses we cover the topics of momentum-based attitude dynamics and control, we derive analytical methods to model complex spacecraft systems, and finally conclude with a captstone project course. After this course you will be prepared to model the dynamics of spacecraft systems with time varying components (reacton wheels, CMS, deployable panels, etc.).

Часто задаваемые вопросы

Когда я получу доступ к лекциям и заданиям?
Доступ к лекциям и заданиям предоставляется в зависимости от типа регистрации. Если вы проходите курс в режиме слушателя, то получите бесплатный доступ к большинству материалов курса. Чтобы открыть оцениваемые задания и возможность получить сертификат, необходимо будет приобрести прохождение с сертификатом. Это можно сделать во время прохождения в режиме слушателя или после него. Если вы не видите варианта 'Режим слушателя'.
Курс может не предлагаться в режиме слушателя. Попробуйте бесплатную пробную версию или подайте заявку на финансовую помощь.
Курс предлагаться в режиме 'Полный курс, без сертификата'. В нем можно просматривать все материалы, выполнять обязательные задания и получить итоговую оценку. Приобрести дополнительно прохождение с сертификатом в таком случае нельзя.
Что я получу, оформив подписку на специализацию?
Записавшись на курс, вы получите доступ ко всем курсам в специализации, а также возможность получить сертификат о его прохождении. После успешного прохождения курса на странице ваших достижений появится электронный сертификат. Оттуда его можно распечатать или прикрепить к профилю LinkedIn. Просто ознакомиться с содержанием курса можно бесплатно.
Можно ли получить финансовую помощь?
Да. В некоторых программах обучения вы можете подать заявку на получение финансовой помощи или стипендии, если не можете оплатить регистрационный взнос. Если для выбранной вами программы предлагается такая возможность, вы увидите ссылку для подачи заявки на странице описания.
I have not taken the earlier classes on Spacecraft Dynamics and Control, can I jump right into this class?
This course does stand on its on. It is still recommended that you have a strong foundation in particle dynamics, rotating frames, rigid body kinematics, etc.

Остались вопросы? Посетите Центр поддержки учащихся.

Обучайте сотрудников и добивайтесь отличных результатов в бизнесе

Откройте для себя Coursera для бизнеса

Analytical Mechanics for Spacecraft Dynamics

Об этом курсе

Чему вы научитесь

Приобретаемые навыки