[發明專利]一種適用于火星探測飛行控制任務的自主規劃與執行方法

有效

• 申請號: 202010144104.5
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111301719B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 朱慶華;譚曉宇;許賢峰;唐文國;陸丹萍;周誌元
• 申請（專利權）人: 上海航天控制技術研究所
• 主分類號: B64G1/24
• 分類號: B64G1/24
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 茹阿昌

1.一種適用于火星探測飛行控制任務的自主規劃與執行方法，其特征在于，包括步驟如下：

1)將星載計算機每個控制周期需要執行的任務劃分為五類子任務，所述五類子任務按執行順序，依次為：數據采集子任務、數據計算子任務、控制輸出子任務、表決信息輸出子任務、啟動表決子任務；所述數據采集子任務需要三臺星載計算機在同一時刻開始運行；

2)將屬于控制輸出子任務的所有任務進行自主排序，獲得完成排序的任務作業表；

按任務優先級由高至低依次為：關鍵軌道機動任務、非關鍵軌道機動任務和姿態機動任務；其中關鍵軌道機動任務作為一級任務，非關鍵軌道機動任務作為二級任務，姿態機動任務作為三級任務；

所述關鍵軌道機動包括：制動捕獲軌道機動和升軌軌道機動；其余軌道機動作為非關鍵軌道機動；

3)設置三種緊急任務

所述三種緊急任務按優先級從高到低依次為：能源保衛任務、姿態保衛任務和通訊保衛任務；

4)在執行控制輸出子任務時，控制火星探測器上的星載計算機按步驟2)所述完成排序的任務作業表順序執行各項任務；并在執行控制輸出子任務時，判斷是否需要執行緊急任務，若需要緊急任務需要執行，則進入步驟5)；否則按任務作業表中的排序依次執行各項任務；

5)判斷當前是否有正在執行的任務并根據當前正在執行任務的優先級，執行緊急任務，執行完緊急任務后根據剩余任務的任務優先級清除任務作業表中部分任務，然后在控制火星探測器上的星載計算機按步驟2)所述完成排序的任務作業表，順序執行各項剩余任務。

2.根據權利要求1所述的一種適用于火星探測飛行控制任務的自主規劃與執行方法，其特征在于，步驟5)所述執行緊急任務的方法，具體如下：

51)判定當前是否有正在執行的任務，若沒有正在執行的任務，則進入步驟52)，反之則進入步驟53)；

52)直接執行緊急任務，緊急任務執行完畢后，進入步驟54)；

53)根據當前正在執行任務的優先級，判定是否打斷當前正在執行的任務，若當前正在執行的任務為一級任務則需要等待一級任務完成后再執行緊急任務，其余則打斷當前正在執行的任務，直接執行緊急任務，緊急任務執行完畢后，不需要恢復被打斷的任務，進入步驟54)；

54)根據剩余任務的任務優先級清除任務作業表中部分任務，再從按步驟2)所述完成排序的任務作業表中搜尋首個滿足時間條件的任務，由首個滿足時間條件的任務開始按任務排序依次執行各項剩余任務；

步驟54)所述根據剩余任務的任務優先級清除任務作業表中部分任務的方法，具體為：

若執行的緊急任務為能源保衛任務時，清除任務作業表剩余任務中所有的二級任務和三級任務；

若執行的緊急任務為姿態保衛任務執行時，清除任務作業表剩余任務中所有的三級任務；

若執行的緊急任務為通訊保衛任務執行時，清除任務作業表剩余任務中所有的三級任務。

3.根據權利要求1所述的一種適用于火星探測飛行控制任務的自主規劃與執行方法，其特征在于，步驟1)所述劃分為五類子任務的方法，具體為：

將采集火星探測器上安裝的敏感器原始數據的任務，劃分為數據采集子任務；所述敏感器包括：加速度計、陀螺儀、星敏感器、模擬太陽角計；

將根據敏感器原始數據，解算火星探測器的加速度、角速度、姿態信息的任務，劃分為數據計算子任務；

將根據火星探測器的加速度、角速度、姿態信息計算出動量輪轉速、噴氣脈寬的控制信息，并將控制信息發送給動量輪、推進系統執行的任務，劃分為控制輸出子任務；

將從火星探測器星載計算機內存中選取若干關鍵信息，作為表決信息，并將這些表決信息發送給表決器的任務，劃分為表決信息輸出子任務；

將向表決器發送啟動表決的任務，劃分為啟動表決子任務。