第1章
深空通信的挑战
信号衰减 · 巨大时延 · 带宽限制 · 链路中断
基础通信
第2章
自主控制的核心概念
感知-规划-行动循环 · 自主等级划分 · 人在回路
框架认知
第3章
时延对传统控制的影响
遥操作失效 · 反馈滞后 · 稳定性问题
挑战时延
第4章
状态估计与预测
卡尔曼滤波 · 多源传感器融合 · 深空应用
估计滤波
第5章
基于模型的预测控制
MPC原理 · 在轨路径规划 · 约束处理
控制优化
第6章
强化学习入门
MDP建模 · Q-learning · 策略梯度
RL算法
第7章
深度强化学习
DQN · PPO算法 · 深空适用性分析
DRL决策
第8章
行为树与有限状态机
任务分解 · 状态切换 · 异常处理
架构工程
第9章
规划与调度
时间线规划 · 资源约束 · 动态重规划
规划调度
第10章
故障诊断与容错
基于模型的诊断 · 残差生成 · 系统重构
可靠性诊断
第11章
自主导航
视觉SLAM · 星敏感器 · 惯性导航融合
导航感知
第12章
自主操作
机械臂控制 · 样本采集 · 在轨装配
操作机器人
第13章
通信协议设计
CFDP · DTN · Licklider传输协议
协议组网
第14章
数据管理与压缩
星上预处理 · 压缩算法 · 优先级队列
数据压缩
第15章
安全与伦理
自主武器化风险 · 决策透明度 · 人类监督
伦理安全
第16章
仿真环境搭建
NASA GMAT · ESA SIMULINK工具链
仿真工具
第17章
硬件在环测试
处理器在环 · 实时仿真 · 故障注入
测试验证
第18章
案例：火星车“好奇号”
自主驾驶系统 · 避障 · 导航
案例火星
第19章
案例：ESA“罗塞塔”探测器
彗星探测 · 自主操作 · 轨道控制
案例彗星
第20章
案例：NASA“深空1号”
远程智能体 · 自主导航 · 实验验证
案例智能体
第21章
案例：中国“嫦娥五号”
自主采样返回 · 月面操作 · 对接
案例月球
第22章
案例：小行星自主接近与绕飞
自主接近 · 绕飞 · 特征匹配
案例小行星
第23章
案例：木星系统辐射规避
自主辐射规避 · 路径规划 · 防护
案例木星
第24章
案例：星际能源管理
自主能源管理 · 功率分配 · 深空
案例能源
第25章
案例：深空网络自主路由
自主路由 · 中继 · DTN组网
案例网络
第26章
案例：科学数据筛选与回传
自主筛选 · 优先级 · 回传决策
案例数据
第27章
案例：多探测器自主编队
协同编队 · 相对导航 · 分布式控制
案例编队
第28章
案例：地外基地施工机器人
自主施工 · 建设 · 群体协作
案例基地
第29章
前沿技术：类脑计算与量子感知
类脑计算 · 量子感知 · 深空前景
前沿未来
第30章
课程总结与未来展望
自主等级提升 · 标准化 · 开源生态
总结展望