基于多Agent的星群仿真系统研究
发布时间：2021-06-17 16:48
近年来,在轨卫星数量不断增加,卫星的智能水平也逐渐提升,多星协同任务规划问题成为卫星应用领域的研究重点。多星协同多用于解决多成像卫星观测任务调度问题,而在空间拦截中的应用研究较少。针对复杂环境下的空间攻防与对抗问题,采用多星协同攻击的方式,通过成员之间相互配合及资源共享使系统内实现动态分配,可提高任务完成质量,增加任务成功率,提高整体作战效能,并且减轻单颗拦截星的任务负荷。在多星攻击任务中,不但要对各个卫星进行姿轨控制等,而且要对卫星之间相对位置关系进行控制,以确保卫星编队稳定、可靠地工作。如果全依赖地面测控资源,很难满足星座中卫星姿态与位置调整以避免碰撞的实时性要求。因此,我们要引入新的技术,通过对卫星及其有效载荷的自治的、分布式星上管理,降低其对地面测控资源的依赖。Agent作为新一代的智能体,具有更好的灵活性,更适应于复杂系统中的协同及最优化等问题的求解。本文以多星攻防任务仿真问题为背景,设计研究了基于多Agent的星群仿真系统,并进行了相关的应用和分析试验。在设计实现的过程中,首先对Agent的定义及多Agent系统相关技术进行了全面研究,总结了多Agent系统的四种常用结构。...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
地球背面
第3章星群仿真系统的实现-31-EnSimulationResultInfosr=SolutionDataManage.GetInstance().SRInfo[item].LastOrDefault();//时间DateTimeutc=this.utc.AddSeconds(SolutionDataManage.GetInstance().SRInfo[item].LastOrDefault().SimulationTime);//计算经纬度double[]jingwei_d=ECIToLLA.ECI2LLA(sr.Location_X,sr.Location_Y,sr.Location_Z,utc.Year,utc.Month,utc.Day,utc.Hour,utc.Minute,(double)utc.Second+((double)utc.Millisecond/1000));//态势卫星重新定位经纬度foreach(varstarLocationin_vm.StarsLocation[item]){if(starLocation.Id==item){starLocation.ArrowLocation=newLocation(jingwei_d[1],jingwei_d[2]);break;}}3.4.2三维视景显示过程实现三维可视化模块开发：1)演示场景搭建根据系统的设计思想，可知任务的主要场景为近地轨道外，因此场景中的元素有太空、太阳、地球、月球、地球辉光、云层等，需要将这这些元素在仿真场景中都展示出来，具体如图所示。图3-8地球背面图3-9地球正面2)卫星模型加载根据卫星构建数据从模型库中选择对应的Fbx卫星模型进行导入，并在对应的任务场景中展示出来。3)卫星模型属性设置根据任务需求，需要对卫星设置对应的属性设置，具体有多目标作战任务分配、轨道规划、动作规划、武器规划和成像规划等。
第3章星群仿真系统的实现-32-图3-10卫星轨道规划4)卫星运动数据处理在仿真过程中，卫星的位置数据为轨道六根数，在三维可视化模块中需要对仿真数据进行处理，将轨道六根数结合仿真时间进行转换从而得到卫星的地心坐标系位置，以卫星地心坐标系数据进行卫星的驱动数据来驱使卫星运动。if(_Deletejudge==true)//删除模型{_Deletejudge=false;_SatalliteList=ModelDelete.DeleteSatellite(_TEnSatelliteDelete,_SatalliteList);}if(_CreateJudge==true)//创建模型{_CreateJudge=false;while(_TEnCreateSatellite.Count!=0){try{TEnCreateSatellite_Value=_TEnCreateSatellite.Dequeue();GameObject_obj=ModelCreate.CreateSatellite(_Value,_ModleObject);_SatalliteList.Add(_Value._SatelliteNumber,_obj);}catch(Exceptione){Debug.Log(e);}}}if(_SetParamJudge==true)//设置模型属性{_SetParamJudge=false;ComponentSet.ComponentSetint(_SatalliteList[_TEnSatelliteParameter._SatelliteNumber],_TEnSatelliteParameter);}if(_ViewSwitchJudge==true)//视角切换
【参考文献】：
期刊论文
[1]低轨卫星轨迹预测和可视化研究[J]. 张奔,陈祥,孙华. 信息化研究. 2019(03)
[2]现代小卫星技术的发展趋向及应用研究[J]. 姚云升. 科技与创新. 2019(02)
[3]Satellite proximate interception vector guidance based on differential games[J]. Dong YE,Mingming SHI,Zhaowei SUN. Chinese Journal of Aeronautics. 2018(06)
[4]多智能体技术发展及其应用综述[J]. 李杨,徐峰,谢光强,黄向龙. 计算机工程与应用. 2018(09)
[5]Distributed cooperative task planning algorithm for multiple satellites in delayed communication environment[J]. Chong Wang,Jinhui Tang,Xiaohang Cheng,Yingchen Liu,Changchun Wang. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2016(03)
[6]基于可配置规则的敏捷卫星任务规划问题研究[J]. 阳书昭,贺仁杰,邢立宁. 科学技术与工程. 2015(28)
[7]求解多星任务规划问题的演化学习型蚁群算法[J]. 陈英武,姚锋,李菊芳,贺仁杰,邢立宁. 系统工程理论与实践. 2013(03)
[8]基于多智能体混合学习的多星协同动态任务规划算法(英文)[J]. 王冲,李军,景宁,王钧,陈浩. Chinese Journal of Aeronautics. 2011(04)
[9]成像卫星任务规划模型、算法及其应用[J]. 贺仁杰,高鹏,白保存,李菊芳,姚锋,邢立宁. 系统工程理论与实践. 2011(03)
[10]一种基于信息一致性的卫星编队协同控制策略[J]. 张博,罗建军,袁建平. 航空学报. 2010(05)
博士论文
[1]多智能体系统分布式优化控制[D]. 张方方.山东大学 2015
[2]基于Agent的对地观测卫星分布式协同任务规划研究[D]. 王冲.国防科学技术大学 2011
[3]基于多Agent系统的LEO卫星网络路由算法研究[D]. 高梓贺.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]多星自主协同任务规划问题研究[D]. 李济廷.国防科技大学 2017
[2]基于Cesium平台的导航卫星轨道模拟与可视化[D]. 张彧.华东师范大学 2017
[3]基于多Agent的物流配送车辆智能调度研究[D]. 孟聪.集美大学 2017
[4]卫星运行可视化仿真平台的设计与实现[D]. 翟小珂.内蒙古大学 2016
[5]基于多Agent的服务机器人协作与仿真系统设计与实现[D]. 何文甲.武汉工程大学 2015
[6]侦察卫星引导式协同任务规划模型与算法研究[D]. 张丽秋.哈尔滨工业大学 2015
[7]考虑任务特性的多Agent系统中任务分配与负载均衡机制研究[D]. 费超.东南大学 2015
[8]多星分布式协同任务规划技术的研究与应用[D]. 宋楠.中国科学院大学（工程管理与信息技术学院） 2015
[9]基于可视化技术的卫星数据处理任务管理系统设计与实现[D]. 齐云菲.南京理工大学 2013
[10]基于多Agent的无人机协作控制[D]. 韩健.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3235563
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
地球背面
第3章星群仿真系统的实现-31-EnSimulationResultInfosr=SolutionDataManage.GetInstance().SRInfo[item].LastOrDefault();//时间DateTimeutc=this.utc.AddSeconds(SolutionDataManage.GetInstance().SRInfo[item].LastOrDefault().SimulationTime);//计算经纬度double[]jingwei_d=ECIToLLA.ECI2LLA(sr.Location_X,sr.Location_Y,sr.Location_Z,utc.Year,utc.Month,utc.Day,utc.Hour,utc.Minute,(double)utc.Second+((double)utc.Millisecond/1000));//态势卫星重新定位经纬度foreach(varstarLocationin_vm.StarsLocation[item]){if(starLocation.Id==item){starLocation.ArrowLocation=newLocation(jingwei_d[1],jingwei_d[2]);break;}}3.4.2三维视景显示过程实现三维可视化模块开发：1)演示场景搭建根据系统的设计思想，可知任务的主要场景为近地轨道外，因此场景中的元素有太空、太阳、地球、月球、地球辉光、云层等，需要将这这些元素在仿真场景中都展示出来，具体如图所示。图3-8地球背面图3-9地球正面2)卫星模型加载根据卫星构建数据从模型库中选择对应的Fbx卫星模型进行导入，并在对应的任务场景中展示出来。3)卫星模型属性设置根据任务需求，需要对卫星设置对应的属性设置，具体有多目标作战任务分配、轨道规划、动作规划、武器规划和成像规划等。
第3章星群仿真系统的实现-32-图3-10卫星轨道规划4)卫星运动数据处理在仿真过程中，卫星的位置数据为轨道六根数，在三维可视化模块中需要对仿真数据进行处理，将轨道六根数结合仿真时间进行转换从而得到卫星的地心坐标系位置，以卫星地心坐标系数据进行卫星的驱动数据来驱使卫星运动。if(_Deletejudge==true)//删除模型{_Deletejudge=false;_SatalliteList=ModelDelete.DeleteSatellite(_TEnSatelliteDelete,_SatalliteList);}if(_CreateJudge==true)//创建模型{_CreateJudge=false;while(_TEnCreateSatellite.Count!=0){try{TEnCreateSatellite_Value=_TEnCreateSatellite.Dequeue();GameObject_obj=ModelCreate.CreateSatellite(_Value,_ModleObject);_SatalliteList.Add(_Value._SatelliteNumber,_obj);}catch(Exceptione){Debug.Log(e);}}}if(_SetParamJudge==true)//设置模型属性{_SetParamJudge=false;ComponentSet.ComponentSetint(_SatalliteList[_TEnSatelliteParameter._SatelliteNumber],_TEnSatelliteParameter);}if(_ViewSwitchJudge==true)//视角切换
【参考文献】：
期刊论文
[1]低轨卫星轨迹预测和可视化研究[J]. 张奔,陈祥,孙华. 信息化研究. 2019(03)
[2]现代小卫星技术的发展趋向及应用研究[J]. 姚云升. 科技与创新. 2019(02)
[3]Satellite proximate interception vector guidance based on differential games[J]. Dong YE,Mingming SHI,Zhaowei SUN. Chinese Journal of Aeronautics. 2018(06)
[4]多智能体技术发展及其应用综述[J]. 李杨,徐峰,谢光强,黄向龙. 计算机工程与应用. 2018(09)
[5]Distributed cooperative task planning algorithm for multiple satellites in delayed communication environment[J]. Chong Wang,Jinhui Tang,Xiaohang Cheng,Yingchen Liu,Changchun Wang. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2016(03)
[6]基于可配置规则的敏捷卫星任务规划问题研究[J]. 阳书昭,贺仁杰,邢立宁. 科学技术与工程. 2015(28)
[7]求解多星任务规划问题的演化学习型蚁群算法[J]. 陈英武,姚锋,李菊芳,贺仁杰,邢立宁. 系统工程理论与实践. 2013(03)
[8]基于多智能体混合学习的多星协同动态任务规划算法(英文)[J]. 王冲,李军,景宁,王钧,陈浩. Chinese Journal of Aeronautics. 2011(04)
[9]成像卫星任务规划模型、算法及其应用[J]. 贺仁杰,高鹏,白保存,李菊芳,姚锋,邢立宁. 系统工程理论与实践. 2011(03)
[10]一种基于信息一致性的卫星编队协同控制策略[J]. 张博,罗建军,袁建平. 航空学报. 2010(05)
博士论文
[1]多智能体系统分布式优化控制[D]. 张方方.山东大学 2015
[2]基于Agent的对地观测卫星分布式协同任务规划研究[D]. 王冲.国防科学技术大学 2011
[3]基于多Agent系统的LEO卫星网络路由算法研究[D]. 高梓贺.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]多星自主协同任务规划问题研究[D]. 李济廷.国防科技大学 2017
[2]基于Cesium平台的导航卫星轨道模拟与可视化[D]. 张彧.华东师范大学 2017
[3]基于多Agent的物流配送车辆智能调度研究[D]. 孟聪.集美大学 2017
[4]卫星运行可视化仿真平台的设计与实现[D]. 翟小珂.内蒙古大学 2016
[5]基于多Agent的服务机器人协作与仿真系统设计与实现[D]. 何文甲.武汉工程大学 2015
[6]侦察卫星引导式协同任务规划模型与算法研究[D]. 张丽秋.哈尔滨工业大学 2015
[7]考虑任务特性的多Agent系统中任务分配与负载均衡机制研究[D]. 费超.东南大学 2015
[8]多星分布式协同任务规划技术的研究与应用[D]. 宋楠.中国科学院大学（工程管理与信息技术学院） 2015
[9]基于可视化技术的卫星数据处理任务管理系统设计与实现[D]. 齐云菲.南京理工大学 2013
[10]基于多Agent的无人机协作控制[D]. 韩健.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3235563
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