卫星编队任务规划管理分布仿真系统设计实现

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随着空间技术的发展,现代小卫星正在日益走向成熟,必将在现代社会中发挥出越来越大的作用。卫星编队飞行这一概念的提出,为小卫星开辟了新的应用方向和发展空间,受到国内外学者的普遍关注。论文基于卫星编队任务规划管理的理论研究,设计实现了任务管理规划分布式仿真系统,对卫星编队飞行进行了有益的探索和研究。本文先是研究了卫星编队任务规划管理的相关理论及体系结构。明确卫星Agent定义并进一步探讨了基于Agent的单颗卫星及五颗卫星编队的自主控制体系结构。重点研究了编队卫星任务管理以及任务的智能水平分级制度和分级递阶管理结构,并分析了基于专家系统的故障诊断系统,为提高卫星Agent学习性提出学徒学习机制和多策略学习机制相结合的途径。然后从软件设计的角度详细阐述了卫星编队任务规划管理分布仿真软件的设计及关键技术。在明确设计原则后给出模块化设计方案,根据Agent分布式的特点,构建了六台PC组成的分布式仿真平台。设计星上时钟机制、命令上传机制、用户界面处理等,实现了面向对象的卫星Agent软件仿真。对任务管理器的任务执行规则进行分析,设计了任务规则数据库及任务分解方案。在研究故障诊断规则自学习过程基础上,实现卫星Agent基于学徒机制的自学习功能,并对姿控模块设计给出说明。基于上述设计用C#语言编写了卫星编队任务管理规划分布仿真软件并采用OpenGL实现了可视化仿真。本文最后设计了仿真实验,给出实验过程并对实验结果进行理论分析,实现了对卫星自主协同控制、编队任务协同管理以及学徒机制的自学习功能的验证。
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