基于网格编码差分进化的在轨服务星群任务规划方法

发布时间：2021-07-04 10:05

　　以共面圆轨道卫星星群一对一在轨服务问题为对象,提出了一种基于网格编码差分进化的在轨服务任务规划方法。首先,综合考虑速度增量和变轨时间等指标,基于双脉冲霍曼转移构建了一种两层任务规划框架。在此基础上,提出了一种新型网格编码差分进化方法。该方法引入序列逐次枚举思想,快速生成满足一对一任务约束的任务指派矩阵,并定制一种面向离散网格编码的差分变异操作,在保证任务规划方案可行性的前提下实现设计空间的高效探索,从而有效求解在轨服务任务规划问题。卫星星群在轨服务任务规划案例表明,本文提出的网格编码差分进化方法能够获取满足工程需求的任务规划结果,且计算效率较传统遗传算法提升了约90%,从而验证了本文研究工作的有效性和工程实用性。 

【文章来源】：无人系统技术. 2020,3(05)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

在轨服务任务规划框架

本节对在轨服务任务规划框架采用的双脉冲霍曼转移模型进行简要介绍。双脉冲霍曼转移过程如图2所示，服务星在轨道半径为r1的圆轨道C1的任意点P处产生第一个速度增量Δv1，进入椭圆转移轨道E，并在E的远地点A产生第二个速度增量Δv2，进入半径为r2的圆轨道C2。霍曼转移过程两次脉冲所需的速度增量如式（2）所示：

可以看出，按照上述方法生成的任务指派矩阵自动满足在轨服务任务规划问题中的一对一约束条件，且交换任务指派矩阵网格编码中任意两列或两行，不改变任务规划结果的可行性，从而有效提升了在轨服务任务规划约束优化问题的求解效率和鲁棒性。3.3 网格编码差分变异操作

【参考文献】：
期刊论文
[1]在轨服务航天器任务指派问题[J]. 梁彦刚,王伟林.  国防科技大学学报. 2013(05)

博士论文
[1]地球同步轨道在轨服务任务规划建模与优化研究[D]. 周洋.国防科技大学 2017
[2]航天器在轨服务任务规划技术研究[D]. 余婧.国防科学技术大学 2015



本文编号：3264586