一种通用的航天器启发式时态规划建模、求解方法技术

本发明专利技术提出一种通用的航天器启发式时态规划建模、求解方法，其特征在于：充分结合航天工程任务特点和实际需求，提出一种航天器领域通用模型及其数学表达，采用时态网络结构图表示航天器巡视探测状态转移的时间约束和能源约束，采用前向剪枝策略对网络结构图进行约束传播和问题求解，设计实现了一种基于最大时间跨度的启发式控制函数进行问题松弛，以提高求解效率。该方法所构建的领域模型表达更加完整，采用的时态网络结构图技术降低了规划求解计算的复杂度，且极大的简化了算法设计的复杂度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种通用的航天器启发式时态规划建模、求解方法

：
[0001]本专利技术涉及人工智能任务规划技术在航天工程领域中的应用，具体地涉及一种可适用于所有航天器任务规划建模、求解的方法。
技术背景：
[0002]任务智能规划技术是通过对一个现实问题进行领域建模，获得完备的问题集合，分析约束条件将实际问题转化为约束可满足问题进行求解，支持并行任务在动作序列中进行交叉安排，在规划调度系统、时态数据库系统、常识推理、自然语言处理等领域获得广泛应用，并且提出了多种形式化描述和推理时间约束的方法。一个完整的任务智能规划过程包括领域建模、约束表示、问题求解3个过程。应用到航天工程领域，任务规划技术面临的困境包括：
[0003](1)以规划领域定义语言(PDDL，Planning Domain Definition Language)为代表的形式化描述语言，在强约束的基础上要求外部世界是完全可观察的、动作不带有持续时间等。从数学的角度看，这种描述能够帮助人们更好的理解规划的表示和特点。但是，经典规划对现实世界问题的限制过强，具体到航天工程任务中，上述的约束大多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通用的航天器启发式时态规划建模、求解方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：一、构建领域模型；二、根据任务实施方案和定制文件信息，赋初值完成工程问题实例化处理；三、建立启发式求解方法；四、将领域模型、实例文件和求解算法提交规划器，获得航天器动作序列。2.如权利要求1所述的航天器启发式时态规划建模、求解方法，其特征在于，所述步骤一进一步包括：将航天器的时态规划问题表示为一个三元组P＝(∑，s0，G)，其中，∑表示任务活动，定义∑＝(S，A，δ)，S为任务状态集合，A为动作集合，δ为状态转移函数；s0为任务初始状态，s
′
是S中任意一个状态；G为目标状态集合，其中每个目标命题具有形式S
g
＝{s
′
∈S|s满足G}；令状态转移函数δ＝<T
a
，exp>，其中，动作的时间语义T
a
＝<st
a
，et
a
>，将动作a的开始执行时刻和结束时刻分别记为st
a
和et
a
，exp表示动作执行的代价函数，是由数值变量和常量组成表达式，定义了动作执行与能源消耗的关系；形式化定义动作集A＝<dur
a
，C
a
，E
a
>，其中，dur
a
表示动作的持续时间；C
a
是a的执行条件集合，简称：条件集，描述在开始执行时刻必须成立的条件、结束时刻成立的条件和执行过程中保持的条件；E
a
是a的执行效果集合，简称：效果集，包含动作a在开始执行时刻产生的效果和结束时刻产生的效果；规划问题P的解是动作序列(a1，...，a
k
)对应于目标状态转移序列(s0，...，s
k
)，满足s1＝δ(s0，a1)，...，s
k
＝δ(s
k
‑1，a
k
)，并且s1...s
k
是目标状态集合G中的子集。3.如权利要求2所述的航天器启发式时态规划建模、求解方法，其特征在于，所述步骤三进一步包括：a.根据条件约束，构建时态网络结构图，确定各节点和边的数值；b.采用前向剪枝策略对时态网络结构图进行约束传播和问题求解；c.设计问题松弛策略提高求解效率。4.如权利要求2所述的航天器启发式时态规划建模、求解方法，其特征在于，所述的步骤三中，构建时态网络结构图的方法如下：令时态网络结构图的每个节点表示一个独立的原子任务∑
′
，满足∑
′
＝(S
′
，A
′
，δ)，定义了任务属性和状态；节点的集合表示一个工程任务P，满足三元组P＝(∑
′
，s0，G)；每条边用状态转移函数δ表示，满足δ＝<Ta，exp>，定义了不同动作之间的时间和能源约束关系；动作开始时间st
a
′
...

【专利技术属性】
技术研发人员：师明，高宇辉，杨成，张弓，黄义喆，杨晓晨，
申请(专利权)人：北京航天飞行控制中心，
类型：发明
国别省市：