基于能量最优的敏捷遥感卫星在轨任务规划

摘要：

针对敏捷遥感卫星对多个离散观测点在轨自主任务规划问题,在考虑姿态运动方程耦合性的基础上,将问题分解为空间资源调度问题和连续最优控制问题,进而提出了一种结合伪谱法和遗传算法的混合求解算法.该算法针对基于行商问题(TSP)模型建立的空间资源调度问题模型,选用二维编码结构对观测顺序和相对观测时间进行实数编码,并采用遗传算法求解观测序列和观测时间;针对判断观测时间可行性时涉及的时间最优控制问题、以及姿态转移过程中涉及的最小能量消耗问题,将其归结为连续最优控制问题,并基于Gauss伪谱协态变量映射定理,采用Gauss伪谱法进行求解.通过与基于单纯遗传算法的规划算法进行对比试验,本文所提出的基于伪谱法和遗传算法的混合求解策略针对目标问题,在典型工况下姿态转移过程中能量消耗降低60％.

关键词：行商问题(TSP)、能量消耗、时间最优、遗传算法、Gauss伪谱法

所属期刊栏目：38

分类号：V249.122(航空仪表、航空设备、飞行控制与导航)

资助基金：国家自然科学基金61273081;黑龙江省博士后科研启动金LBH-Q14054;中央高校基本科研业务费专项资金HEUCFD1503National Natural Science Foundation of China61273081;Postdoctoral Scientific Research Developmental Fund of Heilongjiang Province of ChinaLBH-Q14054;the Fundamental Research Funds for the Central Universities of ChinaHEUCFD1503

在线出版日期：2017-07-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共19页

页码：202-220