[發明專利]航天器靈活任務規劃序列魯棒執行方法

有效

• 申請號: 202110030436.5
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112859603B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 李朝玉;徐瑞;崔平遠;朱圣英;梁子璇
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 鄔曉楠

1.航天器靈活任務規劃序列魯棒執行方法，其特征在于：包括如下步驟，

步驟1，通過將狀態變量由四元組x＝(V,T,σ,D)表示，四元組中σ為可控性標識符，σ(v)＝c或σ(v)＝u表示狀態變量值v是可控的或不可控狀態，進而建立具有不確定性的航天器任務規劃模型PD＝(V_P,V_E,R)，三元組中V_P為可規劃的狀態變量集合，V_E為不可控狀態變量集合，R為變量之間的約束規則；

步驟2，將步驟1中航天器任務規劃模型作為輸入，通過基于時間線的任務規劃方法生成具有靈活區間的任務規劃序列TL；

步驟3，將靈活區間的任務規劃序列TL構造為具有不確定性的時間和邏輯關系執行網UEXN；

具有不確定性的時間和邏輯關系執行網UEXN由六元組N＝(P,E,Φ,φ,C,ρ)構成，其中P＝(p₀,p₁,p₂,...,p_n)為節點集合，p₁,p₂,...,p_n表示活動的開始時間或結束時間，p₀表示時間參考零點；E是邊的集合，表示時間約束，由表示必須約束的必須邊E_r和表示偶然約束的偶然邊E_c集合組成，偶然邊用來描述不確定過程，其結束于偶然事件；Φ是控制特性，表示規劃序列中活動執行狀態，包括等待執行、正在執行和執行完成；φ是狀態轉移函數，將網絡中節點與其可控性狀態相關聯；C包含在執行過程中需要考慮的邏輯條件C_l和時間約束C_t；ρ是邊的狀態轉移函數，將邊的狀態轉換為目標節點要求狀態；

步驟4，以步驟3中具有不確定性的時間和邏輯關系執行網UEXN為輸入，設置當前時間currentTime初始值為參考零點時間、時間向前推移單位stepTime，挑選UEXN中節點p_i激活并放入activeP集合；

步驟5，如果節點p_i為不可控節點，則等待航天器狀態監測返回實際開始或結束時間；如果節點p_i為可控節點，則選取[currentTime,ub(p_i)]之間的值為節點p_i實際執行時間，更新具有不確定性的時間和邏輯關系執行網UEXN；

步驟6，對步驟5節點時間更新后的UEXN中節點p_i邏輯條件和時間動態可控性進行檢查；若邏輯條件不滿足，則無法按原任務規劃序列繼續執行，返回執行失敗信息；若邏輯條件滿足，則對UEXN進行時間動態可控性檢測，若UEXN具有動態可控性，則進行下一步，若不具有動態可控性，則對后續任務規劃序列進行評估，及時進行規劃序列修復或重規劃；

步驟7，從步驟4中activeP集合中去除節點p_i，并將節點p_i放入將執行節點集合executedP，并推進當前時間currentTime＝currentTime+stepTime；

步驟8，重復步驟4至步驟7，直到UEXN中所有節點檢查完成，輸出可控性判斷結果和任務規劃執行序列。

2.如權利要求1所述的航天器靈活任務規劃序列魯棒執行方法，其特征在于：還包括步驟9，

步驟8中輸出的任務規劃執行序列為根據環境和航天器系統狀態具有確定時間點的任務規劃執行序列，通過所述任務規劃執行序列能夠提高不確定環境下航天器任務序列執行的魯棒性，保證航天器在軌自主運行的安全性。