国家自然科学基金(60803051)
- 作品数：11 被引量：74H指数：6
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- 相关机构：北京理工大学哈尔滨工业大学教育部更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家教育部博士点基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术自动化与计算机技术更多>>
- 具有非凸约束的航天器姿态机动预测控制被引量：12
- 2011年
- 针对航天器带有非凸几何约束以及输入有界的问题,提出了一种姿态机动预测控制算法。分析了姿态机动所受到的几何约束,并对非凸二次形式约束及其Hesse矩阵进行研究,证明了该约束的非凸性。通过对正定Hesse矩阵的构造,给出非凸约束凸化映射关系。最后给出姿态机动预测控制律,解决了由于姿态机动过程中非凸约束造成的全局解收敛困难以及路径安全性问题。数值仿真结果显示该算法不仅能在大范围内得到优化姿态路径,同时满足所有约束。
- 程小军崔祜涛崔平远徐瑞
- 关键词：预测控制凸规划
- 启发式深空探测器任务规划方法被引量：16
- 2015年
- 针对深空探测器的任务规划过程特点,考虑约束的数值特性,提出一种基于规划活动相关度的领域无关启发式规划方法。定义了活动的相关度,结合规划过程,给出自学习式的相关度动态更新过程。设计基于相关度的活动选择机制,形成启发式规划算法。数值计算结果表明,文中提出的方法有效地减少了规划过程中规划步数和回溯步数,提高了深空探测器规划的效率。
- 赵凡宇徐瑞崔平远
- 关键词：深空探测器
- 基于蚁群优化-模拟退火的天地测控资源联合调度被引量：16
- 2012年
- 研究了一类约束条件复杂、具有多时间窗口特性的天地测控资源联合调度问题。建立了涵盖多种约束的问题数学模型和基于测控弧段时间序的无圈有向图模型,提出了一种蚁群优化-模拟退火算法(ACO-SA)求解问题。探讨了两种算法的融合策略,完成了包括状态转移规则、可行解生成策略、信息素更新准则、邻域结构、快速退火计划等关键技术的设计实现。多个算例仿真和结果分析表明,测控弧段时间序能保证ACO-SA得到高质量的优化结果,模拟退火机制能有效提高蚁群优化算法的收敛速度和求解质量,相比于基本遗传算法和先到先服务算法,ACO-SA能得到质量更好的解。
- 王海波徐敏强王日新李玉庆
- 关键词：天地一体化蚁群优化算法
- 非凸二次约束下航天器姿态机动路径迭代规划方法被引量：9
- 2016年
- 针对复杂约束下航天器姿态机动路径规划问题,首先描述和分析了航天器姿态机动过程中面临的动力学和运动学约束、有界约束、姿态指向约束,把姿态指向约束利用非凸二次型进行表述;其次从能量最优角度出发,将该约束机动问题归纳为非凸二次约束二次规划问题;然后引入线性松弛技术,将该问题转化成双线性规划问题,求出其中一个变量的凸包络和凹包络,降低求解复杂度,从而求出原问题的一个线性松弛。同时为了提高求解精度,提出一种基于评价函数的迭代规划算法,利用线性松弛求出的解作为初值,通过评价函数进行迭代规划,最终求出原问题的最优解。仿真结果表明该方法不仅可以满足复杂的姿态约束,得到全局姿态优化路径,而且能够降低能量消耗。
- 武长青徐瑞朱圣英崔平远
- 航天器资源约束的时间拓扑排序处理方法被引量：8
- 2014年
- 针对航天器自主任务规划中的资源受限、约束复杂、活动并行等问题,提出了基于时间拓扑排序的航天器资源计算方法。考虑规划结果中资源产生及消耗,采用资源约束网络模型表示规划中动作的资源需求。通过分析资源变化与动作执行时间的关系,在资源处理过程中对资源约束网络的资源突变时刻进行拓扑排序,优化了流量推进路径的选择过程,时间复杂度为O(n2)。数值仿真结果表明,算法提高了规划过程中资源处理的效率。
- 陈德相徐瑞崔平远
- 航天器任务规划中资源约束的可分配处理方法被引量：3
- 2015年
- 面对深空探测过程中环境的不确定性和扰动,航天器需要利用任务规划技术实现自主控制。航天器应用规划算法时,需要考虑到执行活动时满足的时间约束和资源约束。通过分析资源约束之间的关系,提出了可重复资源在规划执行时的可分配处理方法,和判断资源变量是否满足的可分配性条件。通过航天器仿真算例,验证了可重复资源的可分配处理方法在规划执行时的有效性。
- 陈德相徐文明杜智远徐瑞
- 对地观测小卫星星座长期任务规划求解技术被引量：3
- 2011年
- 针对小卫星星座的成像特点和约束特性,建立长期任务规划数学模型。将该模型分解为初始轨道分配和冲突消解两阶段进行求解:首先将初始轨道分配问题映射为图的k-GCP模型,并提出了贪婪顶点序列着色算法进行分配;然后采用区间变量表示成像时间,根据区间变量间的时间关系对影响任务拓扑排序,设计了一种基于深度优先搜索的任务规划算法进行冲突消解。算例表明,该方法能够在满足时效性的前提下解决小卫星星座的长期任务规划问题。
- 王海波徐敏强王日新李玉庆
- 关键词：冲突消解小卫星星座
- 基于对数势函数的深空探测器姿态规划与控制方法被引量：1
- 2015年
- 针对深空探测器姿态约束机动问题,提出一种基于对数势函数的多约束姿态机动规划方法。首先,定义了两种姿态指向约束,即禁止约束和强制约束,并利用禁止约束和强制约束的性质构建了对数势函数作为Lyapunov函数;在此基础上采用改进退步法设计了探测器姿态机动控制器。数值仿真结果表明:该方法不仅在多约束情况下能够自主求出安全的机动路径,而且在分析和求解上计算效率较快,对于星上资源有限的深空探测器具有实际运用价值。
- 武长青徐瑞朱圣英
- 关键词：深空探测器
- 基于IP-ACO算法的航天器测控资源调度技术被引量：1
- 2012年
- 采用多目标蚁群优化算法对航天器测控资源调度问题进行研究。在分析中低轨道航天器测控特点的基础上,综合考虑包括测控时间窗口约束和设备切换时间约束在内的多类复杂约束条件,建立多目标航天器测控资源调度模型。在Pareto蚁群优化算法的基础上,引入蚁群社会中的分工协作思想并构建测控任务时间约束有向图,设计基于任务选择期望的状态转移规则和基于自适应网格技术的权重更新策略,从而提高算法求解性能。仿真实验结果表明该方法能有效解决多目标航天器测控资源调度问题。
- 王海波徐敏强王日新李玉庆
- 关键词：任务调度自适应网格
- 资源约束突变的航天器观测快速重调度优化算法被引量：1
- 2015年
- 针对航天器对地观测调度中资源约束发生突变的情况,提出了一种基于蚁群算法的启发式重调度算法。首先对重调度过程中的资源约束进行分析,给出了资源约束发生变化的重调度模型。然后,结合原调度优化结果,给出重调度任务集合更新方法,对任务集合进行剪裁。最终,基于最大限度利用原调度方案信息的思想,结合任务集合更新及优先级等启发式信息,给出了一种改进的重调度优化算法。数值计算结果表明,所设计的算法可以快速有效的提高重调度过程的收益。
- 赵凡宇徐瑞崔平远
- 关键词：重调度蚁群优化资源约束
