衛(wèi)星網(wǎng)絡系統(tǒng)的混雜動力學建模與仿真.pdf

1、衛(wèi)星網(wǎng)絡系統(tǒng)是一個自由飛行分離模塊化系統(tǒng)。自由飛行分離模塊化系統(tǒng)是由多顆微小衛(wèi)星組成的網(wǎng)絡,在軌道中以緊湊隊形運行。衛(wèi)星網(wǎng)絡中包含多顆電源衛(wèi)星,通過無線能量傳輸系統(tǒng)為其他模塊衛(wèi)星供電。為了優(yōu)化衛(wèi)星網(wǎng)絡的能量傳輸性能,必須先弄清楚各個衛(wèi)星模塊之間復雜的動力學關(guān)系,為此對如下內(nèi)容進行詳細研究:將衛(wèi)星動力學及飛行過程中的能量變化視為連續(xù)動態(tài)行為進行聯(lián)合建模;將能量管理和分配系統(tǒng)視為離散事件驅(qū)動的系統(tǒng)進行建模;對衛(wèi)星網(wǎng)絡進行合理的分層,把連續(xù)特

2、性和離散特性進行結(jié)合,以混雜系統(tǒng)理論為研究基礎(chǔ),對整個衛(wèi)星系統(tǒng)進行建模;利用計算機對上述模型進行仿真驗證。
　　首先,學習了衛(wèi)星蓄電池陣的工作原理,對衛(wèi)星蓄電池陣能量狀態(tài)變化進行了研究。根據(jù)衛(wèi)星網(wǎng)絡系統(tǒng)整體能量連續(xù)性特點和各顆衛(wèi)星空間飛行過程中能量變化連續(xù)性特點,分別建立了電源衛(wèi)星和各顆職能衛(wèi)星能量狀態(tài)模型。分析了電源衛(wèi)星與各顆職能衛(wèi)星能量傳輸?shù)年P(guān)系和衛(wèi)星網(wǎng)絡系統(tǒng)在不同狀態(tài)下能量模型的切換。把能量的連續(xù)特性和事件觸發(fā)模型切換的離散

3、特性相結(jié)合,以混雜系統(tǒng)理論為研究基礎(chǔ)建立了衛(wèi)星網(wǎng)絡系統(tǒng)整體狀態(tài)的混雜動力學模型。
　　然后,分別在光照區(qū)、陰影區(qū)、有工作任務和無工作任務時,對衛(wèi)星網(wǎng)絡系統(tǒng)中各顆衛(wèi)星的能量狀態(tài)進行了仿真。應用Petri網(wǎng)的分析方法,分析了衛(wèi)星網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行機制。應用Petri網(wǎng)相關(guān)知識,將衛(wèi)星網(wǎng)絡的不同工作狀態(tài)描述為庫所,轉(zhuǎn)化條件描述為變遷。結(jié)合衛(wèi)星網(wǎng)絡運行模式,畫出了衛(wèi)星網(wǎng)絡能量狀態(tài)Petri網(wǎng)。
　　其次,根據(jù)建立的Petri網(wǎng),選擇衛(wèi)星