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【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及航天器控制,尤其涉及一種航天器編隊控制方法、裝置、設備及存儲介質。
技術介紹
1、異構多航天器時變編隊跟蹤是指在一個多航天器系統中,由具有不同動力學特性和/或控制策略的航天器組成的編隊,在不同時間點上需要保持一定的相對位置和速度關系。該問題在無人機編隊控制、智能車隊控制等領域具有重要應用價值。
2、目前已經有許多針對多航天器系統時變編隊跟蹤的技術,例如基于模型預測控制的方法、基于自適應控制的方法、基于分布式控制的方法等。這些方法雖然提高了系統的靈活性、可擴展性以及魯棒性。但是許多現有方法要求系統的動力學特性已知,且相互獨立的航天器之間不產生耦合作用,這在實際應用中難以滿足。其中基于自適應控制的方法需要進行大量的計算才能得到控制信號,這對于實時性要求較高的應用場景來說是一個難點。而基于分布式控制的方法對于系統的初始狀態和外部干擾比較敏感,一旦外部干擾對多航天器系統進行侵擾,就容易導致多航天器系統失控或者無法收斂
3、上述內容僅用于輔助理解本專利技術的技術方案,并不代表承認上述內容是現有技術。
技術實現思路
1、本專利技術的主要目的在于提供一種航天器編隊控制方法、裝置、設備及存儲介質,旨在解決現有技術多航天器編隊跟蹤算法所需計算資源多且對硬件設備要求高的技術問題。
2、為實現上述目的,本專利技術提供了一種航天器編隊控制方法,所述方法包括以下步驟:
3、根據預設事件觸發機制獲取周邊航天器的編隊狀態信息;
4、根據預
5、根據所述參考狀態和物理靜態狀態確定狀態控制參數;
6、根據所述狀態控制參數對本地行動狀態進行更新,以實現編隊控制。
7、可選地,所述根據預設數字孿生層和所述編隊狀態信息進行狀態計算,確定參考狀態,包括:
8、獲取觀測狀態;
9、根據所述編隊狀態信息確定局部時變編隊誤差;
10、根據航天器編隊信息確定時變編隊補償信號;
11、根據所述時變編隊補償信號、所述觀測狀態、所述局部時變編隊誤差以及預設數字孿生層進行狀態計算,確定參考狀態。
12、可選地,所述根據航天器編隊信息確定時變編隊補償信號,包括:
13、獲取航天器編隊信息;
14、根據所述航天器編隊信息進行矩陣轉換,確定所述航天器編隊信息的維度轉換矩陣;
15、根據所述航天器編隊信息、所述維度轉換矩陣以及領導者狀態矩陣進行計算,確定時變編隊補償信號。
16、可選地,所述根據所述編隊狀態信息確定局部時變編隊誤差,包括:
17、獲取通訊通路的時變耦合增益和預設維度矩陣;
18、根據所述預設維度矩陣和預設增益條件確定控制增益矩陣;
19、根據所述控制增益矩陣、所述時變耦合增益、航天器數量、所述編隊狀態信息以及預設數字孿生層進行時變計算,確定局部時變編隊誤差。
20、可選地,所述根據所述狀態控制參數對本地行動狀態進行更新,以實現編隊控制之前,還包括:
21、確定編隊目標身份;
22、根據所述編隊目標身份確定目標動力學模型;
23、根據所述目標動力學模型對航天器行動狀態進行初始化,得到本地行動狀態。
24、可選地,所述根據所述編隊目標身份確定目標動力學模型,包括:
25、在所述編隊目標身份為編隊跟隨者時,根據跟隨者狀態矩陣、控制參數矩陣、跟隨者狀態信息以及跟隨者控制參數構建第一動力學模型;
26、在所述編隊目標身份為編隊領導者時,根據領導者狀態矩陣、領導者狀態信息以及領導者控制輸出信息構建第二動力學模型。
27、可選地,所述根據所述狀態控制參數對本地行動狀態進行更新,以實現編隊控制之后,還包括:
28、根據所述狀態控制參數生成更新行動信息;
29、根據預設編隊協議發送所述更新行動信息至所述周邊航天器,以使所述周邊航天器根據所述更新行動信息進行狀態調整。
30、此外,為實現上述目的,本專利技術還提出一種航天器編隊控制裝置,所述航天器編隊控制裝置包括:
31、獲取模塊,用于根據預設事件觸發機制獲取周邊航天器的編隊狀態信息;
32、計算模塊,用于根據預設數字孿生層和所述編隊狀態信息進行狀態計算,確定參考狀態;
33、處理模塊,用于根據所述參考狀態和物理靜態狀態確定狀態控制參數;
34、更新模塊,用于根據所述狀態控制參數對本地行動狀態進行更新,以實現編隊控制。
35、此外,為實現上述目的,本專利技術還提出一種航天器編隊控制設備,所述航天器編隊控制設備包括:存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的航天器編隊控制程序,所述航天器編隊控制程序配置為實現如上文所述的航天器編隊控制方法的步驟。
36、此外,為實現上述目的,本專利技術還提出一種存儲介質,所述存儲介質上存儲有航天器編隊控制程序,所述航天器編隊控制程序被處理器執行時實現如上文所述的航天器編隊控制方法的步驟。
37、本專利技術通過根據預設事件觸發機制獲取周邊航天器的編隊狀態信息;根據預設數字孿生層和所述編隊狀態信息進行狀態計算,確定參考狀態;根據所述參考狀態和物理靜態狀態確定狀態控制參數;根據所述狀態控制參數對本地行動狀態進行更新,以實現編隊控制。通過上述方式,基于預設事件觸發機制和預設數字孿生層結合周邊航天器的編隊狀態信息確定自身的參考狀態,并基于參考狀態和物理靜態狀態確定狀態控制參數,基于狀態控制參數對本地行動狀態進行更新,減少了資源消耗,在面對外部干擾或者系數參數變化時,編隊的魯棒性和適應性更強,實現了編隊形態的靈活調整和多航天器系統規模的可擴展性,并提高了任務完成的效率。
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1.一種航天器編隊控制方法,其特征在于,所述航天器編隊控制方法,包括:
2.如權利要求1所述的航天器編隊控制方法,其特征在于,所述根據預設數字孿生層和所述編隊狀態信息進行狀態計算,確定參考狀態,包括:
3.如權利要求2所述的航天器編隊控制方法,其特征在于,所述根據航天器編隊信息確定時變編隊補償信號,包括:
4.如權利要求2所述的航天器編隊控制方法,其特征在于,所述根據所述編隊狀態信息確定局部時變編隊誤差,包括:
5.如權利要求1所述的航天器編隊控制方法,其特征在于,所述根據所述狀態控制參數對本地行動狀態進行更新,以實現編隊控制之前,還包括:
6.如權利要求5所述的航天器編隊控制方法,其特征在于,所述根據所述編隊目標身份確定目標動力學模型,包括:
7.如權利要求1至6中任一項所述的航天器編隊控制方法,其特征在于,所述根據所述狀態控制參數對本地行動狀態進行更新,以實現編隊控制之后,還包括:
8.一種航天器編隊控制裝置,其特征在于,所述航天器編隊控制裝置包括:
9.一種航天器編隊控制設備,其
10.一種存儲介質,其特征在于,所述存儲介質上存儲有航天器編隊控制程序,所述航天器編隊控制程序被處理器執行時實現如權利要求1至7任一項所述的航天器編隊控制方法。
...【技術特征摘要】
1.一種航天器編隊控制方法,其特征在于,所述航天器編隊控制方法,包括:
2.如權利要求1所述的航天器編隊控制方法,其特征在于,所述根據預設數字孿生層和所述編隊狀態信息進行狀態計算,確定參考狀態,包括:
3.如權利要求2所述的航天器編隊控制方法,其特征在于,所述根據航天器編隊信息確定時變編隊補償信號,包括:
4.如權利要求2所述的航天器編隊控制方法,其特征在于,所述根據所述編隊狀態信息確定局部時變編隊誤差,包括:
5.如權利要求1所述的航天器編隊控制方法,其特征在于,所述根據所述狀態控制參數對本地行動狀態進行更新,以實現編隊控制之前,還包括:
6.如權利要求5所述的航天器編隊控制方法,其特征在于,所述根據所述編...
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