[發(fā)明專利]一種航天器微型規(guī)則推理系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010514726.2
• 申請(qǐng)日: 2020-06-08
• 公開（公告）號(hào): CN111832218A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉博;劉鵬宇;徐峰;嚴(yán)云紅;金燕;彭立章;楊雪勤;康嶺;董辰暉;貢鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海宇航系統(tǒng)工程研究所
• 主分類號(hào): G06F30/27
• 分類號(hào): G06F30/27;G06F30/15;G06N5/04;G06F111/04
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張曉飛

本發(fā)明提供一種航天器微型規(guī)則推理系統(tǒng)及方法，通過策略庫維護(hù)規(guī)范化的規(guī)則集合，根據(jù)策略庫生成決策推理網(wǎng)絡(luò)，航天器在軌運(yùn)行過程中，實(shí)時(shí)形成狀態(tài)庫，決策推理模塊根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)推理出需要執(zhí)行的動(dòng)作序列，通過沖突檢測(cè)與消解模塊過濾后，生成遙控指令。使用該方法可以開發(fā)相應(yīng)的規(guī)則推理引擎程序，通過配置策略庫，實(shí)現(xiàn)航天器基于規(guī)則的自主運(yùn)行，從而提高航天器智能性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航天器規(guī)則推理引擎設(shè)計(jì)方法，特別涉及一種航天器微型規(guī)則推理系統(tǒng)及方法。

技術(shù)背景

基于規(guī)則推理的航天器自主運(yùn)行技術(shù)，是航天器智能化的重要能力之一。傳統(tǒng)商業(yè)規(guī)則推理引擎由于規(guī)模過于龐大、運(yùn)行資源開銷過大，航天器計(jì)算性能有限，導(dǎo)致無法在軌實(shí)施實(shí)時(shí)的規(guī)則推理。隨著航天型號(hào)自主性能力需求的不斷提高，有必要采用微型化的航天器規(guī)則推理引擎設(shè)計(jì)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：提供一種航天器規(guī)則推理引擎微型化設(shè)計(jì)方法，使用該方法可以開發(fā)相應(yīng)的規(guī)則推理引擎程序，通過配置策略庫，實(shí)現(xiàn)航天器基于規(guī)則的自主運(yùn)行，從而提高航天器智能性。

本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種航天器微型規(guī)則推理系統(tǒng)，航天器狀態(tài)管理模塊、策略庫管理模塊、決策推理模塊、沖突消解與檢測(cè)模塊、指令生成模塊和任務(wù)管理模塊：

航天器狀態(tài)管理模塊：包括狀態(tài)映射表管理模塊、狀態(tài)采集單元、狀態(tài)提取單元和狀態(tài)更新模塊；狀態(tài)映射表管理模塊維護(hù)航天器狀態(tài)和原始采集數(shù)據(jù)之間的映射關(guān)系，包括源包APID、源包數(shù)據(jù)索引值、源包數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、bit位偏移量和數(shù)據(jù)掩碼；狀態(tài)采集模塊從單機(jī)外圍接口和總線接口獲取航天器各類狀態(tài)原始數(shù)據(jù)；狀態(tài)提取單元從狀態(tài)采集單元收集的原始狀態(tài)數(shù)據(jù)中提取航天器狀態(tài)；狀態(tài)更新模塊按照狀態(tài)更新邏輯對(duì)狀態(tài)進(jìn)行更新和維護(hù)；航天器狀態(tài)管理模塊將航天器狀態(tài)進(jìn)行提煉、壓縮、匯總，形成航天器狀態(tài)庫進(jìn)行統(tǒng)一管理；

策略庫管理模塊：維護(hù)航天器自主運(yùn)行規(guī)則集合，將航天器狀態(tài)和執(zhí)行指令進(jìn)行關(guān)聯(lián)，同時(shí)響應(yīng)地面發(fā)送的針對(duì)策略庫的增加、刪除、修改和查詢指令；

決策推理模塊：根據(jù)策略庫管理模塊維護(hù)的規(guī)則集合和航天器狀態(tài)管理模塊中維護(hù)的航天器當(dāng)前的狀態(tài)進(jìn)行推理，決策推理模塊遍歷策略庫中的規(guī)則集合，按照規(guī)則和狀態(tài)庫的關(guān)聯(lián)關(guān)系查詢每條規(guī)則對(duì)應(yīng)的約束條件是否滿足要求，如果此條規(guī)則的所有約束條件全部滿足，則代表此條規(guī)則生效，實(shí)時(shí)產(chǎn)生規(guī)則對(duì)應(yīng)的指令序列，即得到推理結(jié)果，并將推理結(jié)果發(fā)送給沖突消解和檢測(cè)模塊；

沖突消解與檢測(cè)模塊：對(duì)決策推理模塊生成的推理結(jié)果進(jìn)行保護(hù)性檢查，比對(duì)推理結(jié)果中是否存在“執(zhí)行指令A(yù)”和“禁止執(zhí)行指令A(yù)”同時(shí)發(fā)生的情況，如果發(fā)現(xiàn)有此類情況，則可認(rèn)定發(fā)現(xiàn)互斥指令、規(guī)則發(fā)生沖突，對(duì)互斥指令進(jìn)行過濾(禁止執(zhí)行的指令優(yōu)先級(jí)高于可執(zhí)行的指令)，因此丟棄“執(zhí)行指令A(yù)”，防止同時(shí)輸出互斥的指令造成沖突。

指令生成模塊：按照沖突消解和檢測(cè)模塊過濾后的擬執(zhí)行的指令，按照遙控包的格式進(jìn)行包裝；

任務(wù)管理模塊：響應(yīng)航天器任務(wù)相關(guān)指令，根據(jù)航天器任務(wù)要求生成和航天器任務(wù)相關(guān)的規(guī)則集合，自主更新至策略庫管理模塊；通過任務(wù)管理模塊生成自主運(yùn)行所需的飛行程序規(guī)則集合，并且通過配置自主生成規(guī)則，實(shí)現(xiàn)航天器自主運(yùn)行所需的系統(tǒng)級(jí)規(guī)劃能力。

一種航天器微型規(guī)則推理方法，步驟如下：

1)將航天器狀態(tài)進(jìn)行提煉、壓縮、匯總，形成航天器狀態(tài)庫進(jìn)行統(tǒng)一管理；

2)維護(hù)航天器自主運(yùn)行規(guī)則集合，將航天器狀態(tài)和執(zhí)行指令進(jìn)行關(guān)聯(lián)，同時(shí)響應(yīng)地面發(fā)送的針對(duì)策略庫的增加、刪除、修改和查詢指令；