【技术实现步骤摘要】
多航天器自主任务规划时间约束分布式处理方法
本专利技术涉及多航天器自主任务规划时间约束分布式处理方法,属于航天器自主任务规划领域。
技术介绍
随着航天任务的复杂化,航天器的功能越来越多,若将所有功能全部集成到单一的航天器上,则不可避免地给航天任务的完成带来一定的风险,因此关于多航天器编队飞行完成复杂空间任务的研究受到广泛关注。然而,航天器数量的增多、任务的繁重和实时性要求不断的提高等使得传统地面站控制方法无法满足需求,因此多航天器协同任务规划调度研究重要性逐渐增大。多航天器任务规划问题复杂庞大,不仅需要考虑个体知识及能力,还需要考虑与其他智能体的关系等,而问题的复杂程度常常超出人类的认知能力,使得规划过程集中由单个智能体解决问题的方法无法达到效率等方面的要求。因此,采用多智能体自主任务规划技术,通过智能体间的通讯、合作、调度和管理,保证单个智能体的基本能力、特性和隐私等,提高求解效率。规划问题中一般将时间推理问题看作简单时态问题(STP),通过采用一致性算法判断STP的一致性并得到变量的可行值域。目前大部分解决STP问题的算法都是将问题看作集中式的单一的整体,如FW算法、PPC算法、AC-3算法等,从而导致计算效率较低,且无法保护个体隐私,因此需要研究分布式算法,将模型建立为多智能体简单时态问题,保证个体隐私状况下协调智能体间的信息交流,同时提高计算效率。针对多智能体简单时态问题,Hunsberger定义了时间解耦问题,并提出了一系列解耦算法研究多智能体系统中时间约束推理;JamesC.Boerkoe ...
【技术保护点】
1.多航天器自主任务规划时间约束分布式处理方法,其特征在于:包括如下步骤,/n步骤1,建立航天器多智能体简单时间约束问题,所述多智能体简单时间约束问题由多个私有子问题和共享子问题构成,通过将活动作为变量降低变量数量,并将所述约束分为智能体内部活动约束和智能体间活动约束;/n步骤2,当航天器数量为m个,采用分布式几何表示方法表示航天器多智能体简单时间约束问题,将每个私有子问题和共享子问题分别映射到第1、第2、...,第m+1个平面,为多智能体时间约束并行推理提供表示基础;/n步骤3,对步骤2中表示的所有私有子问题进行几何时间约束并行推理,检测私有子问题的一致性,并删除活动值域中无法满足约束的值;通过几何时间约束并行推理,提高多航天器时间约束推理效率;/n步骤4,中心航天器接收步骤3各航天器返回信息,对步骤2中表示的共享子问题进行几何时间约束推理,检测共享子问题的一致性,并删除活动值域中无法满足约束的值;/n步骤5,重复步骤3和步骤4,若其中私有子问题和共享子问题出现不一致,则无法找到满足所有约束的解;若所有私有子问题和共享子问题未出现不一致情况,则直到所有智能体中的活动值域不再改变,多智 ...
【技术特征摘要】
1.多航天器自主任务规划时间约束分布式处理方法,其特征在于:包括如下步骤,
步骤1,建立航天器多智能体简单时间约束问题,所述多智能体简单时间约束问题由多个私有子问题和共享子问题构成,通过将活动作为变量降低变量数量,并将所述约束分为智能体内部活动约束和智能体间活动约束;
步骤2,当航天器数量为m个,采用分布式几何表示方法表示航天器多智能体简单时间约束问题,将每个私有子问题和共享子问题分别映射到第1、第2、...,第m+1个平面,为多智能体时间约束并行推理提供表示基础;
步骤3,对步骤2中表示的所有私有子问题进行几何时间约束并行推理,检测私有子问题的一致性,并删除活动值域中无法满足约束的值;通过几何时间约束并行推理,提高多航天器时间约束推理效率;
步骤4,中心航天器接收步骤3各航天器返回信息,对步骤2中表示的共享子问题进行几何时间约束推理,检测共享子问题的一致性,并删除活动值域中无法满足约束的值;
步骤5,重复步骤3和步骤4,若其中私有子问题和共享子问题出现不一致,则无法找到满足所有约束的解;若所有私有子问题和共享子问题未出现不一致情况,则直到所有智能体中的活动值域不再改变,多智能体简单时间约束问题具有一致性,即实现多航天器自主任务规划时间约束分布式处理。
2.如权利要求1所述的多航天器自主任务规划时间约束分布式处理方法,其特征在于:还包括步骤6,根据步骤1至步骤5实现多航天器自主任务规划时间约束分布式处理,提高航天器时间约束推理效率,进而提高航天器自主任务规划效率,满足航天器执行相应任务的实时性要求。
3.如权利要求1或2所述的多航天器自主任务规划时间约束分布式处理方法,其特征在于:步骤1实现方法为,
将多航天器规划问题表示多智能体简单时间约束问题,由多个私有子问题和共享子问题构成,每个航天器为一个智能体,通过将活动作为变量降低变量数量,约束为活动间的约束;
单个智能体i中的活动和约束构成私有子问题,由一个二元组表示,其中:
为第i个智能体包含的私有活动集合,n表示智能体包含的活动数,定义相对零点z,其中任一活动由开始点结束点和持续时...
【专利技术属性】
技术研发人员:李朝玉,徐瑞,崔平远,朱圣英,梁子璇,
申请(专利权)人:北京理工大学,
类型:发明
国别省市:北京;11
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