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深空探测器自主规划建模方法研究

陈红波  
【摘要】: 深空探测由于探测目标距离远,飞行环境不确定等因素,给探测器的控制和操作带来了实时性和可靠性的问题。自主技术是解决这些问题的一条有效途径。探测器任务规划系统首先需要解决的问题是规划知识的表示问题。 本文通过对探测器规划问题的分析,提出了以探测器活动为中心的探测器“动态系统状态转移”自主规划系统模型。 本文根据探测器领域知识表示的特点,详细定义了探测器模型的表示方法。对描述探测器模型的各要素进行了规范的定义和描述。通过活动的状态约束、资源约束、活动后效来表示探测器系统中各种复杂的约束关系。本文引入时间线的概念来形象表示规划活动以及系统状态、资源随时间的变化情况。 为了进一步验证本文建模设计的有效性,文中以深空探测器某一任务段为应用实例,建立探测器自主规划模型,并对所建立的模型做了规划验证。为实现探测器自主规划系统建模的快捷化和智能化,本文提出了模板化的黑箱建模方式。最后,采用Java语言,设计并实现了深空探测任务建模/规划系统平台。该平台实现了以模板化的建模方式对探测器的资源、状态变量、任务活动进行定义,在此平台基础上,以深空探测飞行过程中的某一任务目标为例,进行了应用。


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