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探测器自主管理系统需求分析及设计方法研究

李飞  
【摘要】: 深空探测是21世纪世界宇航大国关注的焦点,由于深空探测的目标远、飞行环境不确定等因素,使探测器的实时控制和操作成为难题。自主技术是解决这些问题的途径之一,它通过星上的自主软件系统完成传统地面的一系列任务,而卫星的数管系统又是整个自主管理系统的载体。本文通过分析近地卫星和NEAR卫星的数管系统构成以及工作模式,对自主管理系统的设计以及自主任务规划的方法进行了研究。 本文先对近地卫星以及NEAR卫星的数管系统的硬件结构,软件功能进行了分析研究,了解它们的工作模式和状态,星上数据以及指令的流程,通信方式,知道各自系统的优缺点,为后文设计自主管理系统做准备。 通过对数管系统的研究,本文设计了自主管理系统。系统包括规划模块,调度模块,执行模块,规则管理器以及规则数据库。说明了各个模块的功能以及整个系统在各个分系统方面的自主功能,系统的容错策略以及对于上传指令以及故障参数的处理流程,为以后的进一步设计研究做准备。 对于系统中的规划模块,采用了分层任务网络规划方法,可以将一个宏观指令逐步细化为多个指令序列,最后送到调度模块进行调度执行,本文对于分层任务网络规划方法进行了分析研究,并在最后给出了算例说明。


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