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月球探测器科学任务自主操作方法研究

许健  
【摘要】: 月球探测是本世纪初世界宇航大国关注的焦点。由于探测的目标远,任务复杂多变,飞行环境不确定等因素,传统的地面任务控制中心采用的遥测与控制方式很难满足深空任务的复杂性和实时性要求。 自主技术是解决这些问题的一条重要途径,它通过星上自主软件系统减少甚至替代地面任务控制中心的工作,自主任务规划调度系统正是其重要的组成部分。 本文对自主月球探测器从知识描述、任务规划算法、时序与资源调度算法,任务约束满足四个方面进行了深入的研究。 首先,对探测器的在轨操作和资源分别建模。在轨操作的建模是采用了STRIPS算子的描述方式。资源的建模则采用面向对象的描述方式分别描述了不同资源的特点。进而将自主操作问题转化为人工智能的规划问题。 其次,为了实现任务自主规划,设计了一种目标状态覆盖程度启发式,并在该启发式下,给出了一种结合等级任务网的A*任务规划方法。 再次,采用了动态关键路径算法,该算法具有贪婪调度特性,能尽早的调度已经满足前提的操作,并可实现在轨操作时间和资源的同时调度。 最后,在上述三个方面研究的基础上,对有深空环境约束时连续的任务自主规划调度过程进行了数学仿真。验证了所提规划与调度方法的可行性。


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