基于HTN规划技术在航天器上的应用研究

发布时间：2024-05-19 17:35

　　随着航天技术的不断发展,航天器的在轨数量不断的增加,深空探测等任务需求也逐渐增多,原有的航天器工作模式很难保证航天器的工作效率。面临通信高延时、突发情况等问题时将无法保证航天器的安全性,为此开展航天器自主控制技术是有必要的。而任务规划技术是自主控制技术的关键。航天器任务规划技术包括知识描述、规划算法、约束处理等技术,它是实现航天器自主控制的核心技术。可以使航天器在通信高延迟或者突发性任务以及脱离地面控制等情况时仍然使航天器得以长期安全有效运行,提高航天器运行效率的同时也会提高科学回报,降低航天器运行维护成本。首先,介绍了研究目的与意义、航天器任务规划的研究现状,包括知识描述方法,问题求解方法等。简要介绍目前已经应用在航天器上的规划系统,分析了这些系统的特点,总结了航天任务规划必不可少的相关技术。以航天器自主能力构建模型为基础,开展航天器任务规划研究。其次,分析了不同知识描述方法的表达能力和求解能力,认为HTN描述方法更适用于描述和求解复杂问题、分布式问题。综合考虑了航天器的多系统分布式结构,以及航天器任务规划问题的时间约束、资源约束等,选择以HTN为基础进行航天器任务规划建模求解,建立...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.2EUROPA2规划数据库结构

图1.2EUROPA2规划数据库结构[37]图1.2描述了用于一个或多个客户端的服务器运行的EUROPA2规划数据库的内部结构。该服务器是EUROPA2组件的集合，它集成了特定应用程序的需求。规划数据库（PlanDatabase）提供了约束，资源，变量等存储。....

图1.3火星快车任务规划系统

下列核心模型类：活动、参数、参数依赖关系、时间约束、资源约束、状态变量、预订目标。通过建立以上数据类型，可以对将它们实例化并且赋予不同的参数值，进而生成规划问题模型。该系统在UFO-1卫星、对地观测一号以及TechSat21等航天器上得到成功应用[35][36]。其主要功能....

图2.1HTN规划思想相对于其他描述方法，HTN方法能快速生成规划方案

搜索在求解时是从目标状态开始，每次找到添加状态表中含状态表中不含有当前状态的活动,把该活动添加到规划活动统中添加该活动的前提并删除该活动的负效果。最后通过判状态的相容性来确定是否是规划问题的解。可见无论是前向搜索还是后向搜索，每次都是对所有活动进常出现无法找到当前要求的活动，这....

图2.2HTN规划示例

2.4HTN规划HTN规划模型通常定义为三元组：HTN=(state，domain，task)其中state为系统初始状态。domain代表着规划域，主要包含任务分解方法集合（method）以及完成原子任务的操作集合（operator），method描述了复合任务如....

本文编号：3978228